EP1815367A1 - Verfahren zur erzeugung eines berechnungsmodells einer mechanischen struktur - Google Patents

Verfahren zur erzeugung eines berechnungsmodells einer mechanischen struktur

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EP1815367A1
EP1815367A1 EP05805671A EP05805671A EP1815367A1 EP 1815367 A1 EP1815367 A1 EP 1815367A1 EP 05805671 A EP05805671 A EP 05805671A EP 05805671 A EP05805671 A EP 05805671A EP 1815367 A1 EP1815367 A1 EP 1815367A1
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EP
European Patent Office
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mechanical structure
calculation model
scanning
geometry data
assembled
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05805671A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen VEITH
Udo Jankowski
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TECOSIM Technische Simulation GmbH
Original Assignee
TECOSIM Technische Simulation GmbH
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/15—Vehicle, aircraft or watercraft design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a calculation model, in particular a finite element calculation model, a mechanical structure, in particular a mechanical structure of a motor vehicle such as a body shell.
  • Benchmarking of existing products or newly developed products with competitor products still based on the specific hardware and thus an ⁇ hand of a real product.
  • a body shell of a competing product is purchased and it will be made on the real product trials to compare their own product with the competing product.
  • no approach is known from the prior art in order to virtually benchmark competitor products. This is partly due to the fact that CAD design data of competing products are not available and therefore no calculation model or simulation model can be generated from such CAD design data.
  • the present invention is based on the problem of creating a novel method for generating a calculation model of a mechanical structure.
  • the method comprises at least the following steps: a) providing the mechanical structure of which a calculation model is to be generated; b) cleaning the mechanical structure; c) applying reference points to the cleaned and assembled mechanical structure; d) scanning the assembled mechanical structure to generate geometric data of the assembled mechanical structure, individual parts of the assembled mechanical structure and the reference points; e) at least partial disassembly of the assembled mechanical structure into individual parts, which are not completely detectable when scanning the assembled mechanical structure; f) scanning the individual parts alone or in conjunction with at least one attachment of the respective item for Er ⁇ generation of corresponding geometry data; g) Converting the geometry data into a calculation model of the mechanical structure.
  • a method is proposed for the first time in order to generate a digital calculation model based on a real product, namely a real mechanical structure, in order to be able to carry out a virtual benchmarking.
  • a virtual calculation model or simulation model can be generated without CAD design data of the competing product being required.
  • geometry data of the same can be obtained.
  • the geometry data are automatically converted into a virtual calculation model or simulation model.
  • the geometry data are converted automatically into the calculation model or simulation model automatically.
  • the geometry data are first automatically converted into area data and thus CAD data, wherein a virtual calculation model or simulation model of the mechanical structure is then automatically generated from the area data or CAD data.
  • a virtual calculation model of this product can be automatically generated from the real products of a competitor, so that virtual benchmarking with competing products can be carried out in the development of a new product even in early development phases. This opens up completely new possibilities for product development.
  • the mechanical structure When scanning by means of photogrammetric methods, the mechanical structure is first digitized as an assembled unit, after which the mechanical structure is at least partially disassembled after scanning or digitizing the assembled unit, so as to be incompletely detectable during the scanning of the assembled unit , as individual parts or in conjunction with at least one Anbau ⁇ part of each item using photogrammetric method to digital taping.
  • the mathematical model of the mechanical structure namely a three-dimensional CAE calculation model, preferably a three-dimensional finite element calculation model, is subsequently generated from the geometry data obtained during scanning of the assembled unit and the scanning of the individual parts and, if appropriate, add-on parts.
  • the method according to the invention is preferably used in the generation of a finite element calculation model of a mechanical structure of a motor vehicle, namely a body shell of the motor vehicle.
  • FIG. 1 shows a block diagram of the method according to the invention for generating a calculation model of a mechanical structure.
  • the procedure is such that in a first step 10 of the method according to the invention, the row of pipes of which a calculation model is to be generated is considered to be a real mecha nische structure is provided.
  • a body shell is also referred to as body in white (short BIW).
  • the provided body shell is cleaned or cleaned down to the bare metal sheet, for example by removing wax substances and sealants from the body shell. Furthermore, the body shell is freed from sealing materials and possibly existing damping mats.
  • the cleaning or cleaning of the Roh ⁇ body is preferably carried out in an acid or Laugebad.
  • Reference points are then applied in the sense of step 12 to the cleaned bodywork, which may have been freed of sealing materials and damping materials, in order to mark the relative position between selected points or areas of the body shell.
  • the reference points can be applied to the body shell at arbitrary positions or positions.
  • step 13 the provided and cleaned and marked with reference points body shell as an assembled unit by scanning using photogrammetric methods digitized.
  • digital geometry data of the assembled body shell as well as digital Geomet ⁇ riertz of individual parts of the assembled body shell are detected.
  • digital geometry data of the reference points as well as digital geometry data of connection points of the assembled bodyshell are acquired.
  • connection points are, for example, welding points and / or weld seams and / or riveting points and / or screw connections and / or bonding of the assembled body shell, which is composed of several individual parts.
  • scanning the assembled Rohkarosse ⁇ rie further digital geometry data of material thicknesses or thicknesses are detected.
  • the assembled body shell is at least partially disassembled in step 14 of the method according to the invention.
  • This screw connections are solved.
  • Welds or welds or riveting or Klebstel ⁇ len are separated.
  • the dismantling of the assembled body shell is carried out such that individual parts of the body shell, which are completely or partially covered in the assembled state and therefore can not or only partially detected when scanning the assembled body shell, after disassembly in the sense of step 14 in a An ⁇ closing step 15 can be scanned.
  • step 15 therefore, individual parts or individual parts in conjunction with at least one attachment which can not be captured or demanched during scanning of the assembled body shell are scanned separately with the aid of photogrammetric methods in order to also provide digital geometry data for these individual parts win.
  • digital geometry data of the individual parts and, if necessary, of the add-on parts as well as digital geometry data of connection points of the individual parts to the add-on parts as well as digital geometry data of material thicknesses are, in turn, digital geometry data of the individual parts and, if necessary, of the add-on parts as well as digital geometry data of connection points of the individual parts to the add-on parts as well as digital geometry data of material thicknesses.
  • step 13 therefore, the above-mentioned digital geometry data of the assembled green body is present, as a result of step 15, there are the above-mentioned digital geometry data of individual parts and, if necessary, attachments of those individual parts which are obtained when scanning the assembled green body in step 13 can not be completely recorded.
  • the geometric data of the individual parts generated in step 15 are uniquely linked automatically to the geometry data of the reference points and connection points generated in step 15 with the geometry data of the assembled body shell generated in step 13. Scanning takes place optically with a photogrammetric method. During scanning, so-called point clouds of the mechanical structure to be scanned or of individual parts of the mechanical structure are generated as digital geometry data.
  • step 16 the geometry data obtained during scanning and linked together in steps 13 and 15 are converted automatically into surface data and thus into three-dimensional CAD data by means of commercially available software. This can be done, for example, with the software "GEOMAGIC” or “ICEM” or “TEBIS” of the manufacturer of the same name.
  • the area data or CAD data obtained in step 16 are then automatically converted in the sense of step 17 into a virtual calculation model or simulation model of the body shell, namely a CAE calculation model, preferably a three-dimensional finite element calculation model.
  • the automated conversion of the CAD data into a finite element calculation model can be carried out, for example, by means of the product "TEC
  • a virtual calculation model of the real body shell provided in step 10 is provided without having to access design data of the body shell. This allows the generation of virtual calculation models from arbitrary products and thus a virtual benchmarking in product development.
  • a virtual calculation model or simulation model of the bodyshell can also be generated directly from the geometry data obtained during the scan and linked to one another.
  • the geometry data are not converted into surface data or into three-dimensional CAD data, but instead are converted directly and automatically into the calculation model or simulation model.
  • the direct, automated conversion of the geometry data obtained during scanning and linked together into a finite element calculation model can be done, for example, by means of the product "TEC
  • the generated virtual calculation model in the sense of step 18 can be integrated into a simulation environment in which input variables for the virtual calculation model can be generated automatically. This is done, for example, using the product developed and sold by the Applicant under the product name "TEC
  • the virtual calculation model of the bodyshell can be linked in step 18 with further data relevant for the simulation. This may be, for example, material data of the individual parts of the body shell.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Berechnungsmodells, insbesondere eines Finite Elemente Berechnungsmodells, einer mechanischen Struktur, insbesondere einer mechanischen Struktur eines Kraftfahrzeugs wie einer Rohkarosserie, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen der mechanischen Struktur von der ein Berechnungsmodell zu erzeugen ist; b) Reinigen der me­chanischen Struktur; c) Aufbringen von Referenzpunkten auf die gereinigte und zusammengebaute mechanische Struktur; d) Scannen der zusammengebauten mechanischen Struktur zur Erzeugung von Geometriedaten der zusammenge­bauten mechanischen Struktur, von Einzelteilen der zusammengebauten me­chanischen Struktur und der Referenzpunkte; e) zumindest teilweises Zerlegen der zusammengebauten mechanischen Struktur in Einzelteile, die beim Scan­nen der zusammengebauten mechanischen Struktur nicht vollständig erfassbar sind; f) Scannen der Einzelteile alleine oder in Verbindung mit mindestens ei­nem Anbauteil des jeweiligen Einzelteils zur Erzeugung von entsprechenden Geometriedaten; g) Umwandeln der Geometriedaten ein Berechnungsmodell der mechanischen Struktur.

Description

TECOSIM Technische Simulation GmbH 7. November 2005
Im Eichsfeld 3 TECOS.304.06 PCT
65428 Rüsselsheim Deutschland
Verfahren zur Erzeugung eines Berechnungsmodells einer mechanischen Struktur
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines Berechnungsmodells, insbesondere eines Finite Elemente Berechnungsmodells, einer mechanischen Struktur, insbesondere einer mechanischen Struktur eines Kraftfahrzeugs wie einer Rohkarosserie.
Bei der Entwicklung neuer Produkte hat sich die virtuelle Produktentwicklung auf Basis von Berechnungsmodellen bzw. Simuiationsmodelien in der Praxis bereits etabliert. So erfolgt zum Beispiel in der Automobilindustrie die Entwick¬ lung neuer mechanischer Strukturen, zum Beispiel neuer Karosseriestrukturen, auf Basis computergestützter CAD Konstruktionsumgebungen, wobei die in ei¬ ner solchen CAD Konstruktionsumgebung erzeugten CAD Konstruktionsdaten mithilfe bereits verfügbarer Software in Finite Elemente Berechnungsmodelle umwandelbar sind, um so das Verhalten des neu entwickelten Produkts unter vielfältigsten Bedingungen virtuell zu simulieren. So vertreibt zum Beispiel die Anmelderin unter der Produktbezeichnung "TEC|ODM" ein Computerprogramm, um aus in einer CAD Konstruktionsumgebung erzeugten CAD Konstruktionsda- ten automatisch Finite Elemente Berechnungsmodelle zu generieren. Mithilfe solcher Berechnungsmodelle kann die Entwicklung neuer Produkte vereinfacht sowie beschleunigt werden.
Obwohl sich bei der Entwicklung neuer Produkte die sogenannte virtuelle Pro- duktentwicklung bereits durchgesetzt hat, erfolgt der Vergleich bzw. das
Benchmarking bestehender Produkte bzw. neu entwickelter Produkte mit Kon¬ kurrenzprodukten immer noch anhand der konkreten Hardware und damit an¬ hand eines realen Produkts. Soll zum Beispiel in der Automobilindustrie das Verhalten einer neu entwickelten Rohkarosserie im Wege eines Benchmarkings mit dem Verhalten einer Rohkarosserie eines Konkurrenzprodukts verglichen werden, so wird hierzu eine Rohkarosserie eines Konkurrenzprodukts erworben und es werden am realen Produkt Versuche vorgenommen, um das eigene Produkt mit dem Konkurrenzprodukt zu vergleichen. Bislang ist aus dem Stand der Technik kein Ansatz bekannt, um ein Benchmarking mit Konkurrenzproduk¬ ten virtuell durchzuführen. Dies liegt unter anderem darin begründet, dass CAD Konstruktionsdaten von Konkurrenzprodukten nicht verfügbar sind und daher auch kein Berechnungsmodell bzw. Simulationsmodell aus solchen CAD Kon- struktionsdaten erzeugt werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Erzeugung eines Berechnungsmodells einer me¬ chanischen Struktur zu schaffen.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren zur Erzeugung eines Berechnungs¬ modells einer mechanischen Struktur mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge¬ löst. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen der mechanischen Struktur von der ein Berechnungsmodell zu erzeugen ist; b) Reinigen der mechanischen Struktur; c) Aufbringen von Refe¬ renzpunkten auf die gereinigte und zusammengebaute mechanische Struktur; d) Scannen der zusammengebauten mechanischen Struktur zur Erzeugung von Geometriedaten der zusammengebauten mechanischen Struktur, von Einzeltei¬ len der zusammengebauten mechanischen Struktur und der Referenzpunkte; e) zumindest teilweises Zerlegen der zusammengebauten mechanischen Struktur in Einzelteile, die beim Scannen der zusammengebauten mechanischen Struk¬ tur nicht vollständig erfassbar sind; f) Scannen der Einzelteile alleine oder in Verbindung mit mindestens einem Anbauteil des jeweiligen Einzelteils zur Er¬ zeugung von entsprechenden Geometriedaten; g) Umwandeln der Geometrie- daten in ein Berechnungsmodell der mechanischen Struktur. Mit der hier vorliegenden Erfindung wird erstmals ein Verfahren vorgeschlagen, um anhand eines realen Produkts, nämlich einer realen mechanischen Struktur, ein digitales Berechnungsmodell zu erzeugen, um so ein virtuelles Benchmar- king durchzuführen zu können. Hierdurch kann ein virtuelles Berechnungsmo- dell bzw. Simulationsmodell generiert werden, ohne dass CAD Konstruktionsda¬ ten des Konkurrenzprodukts vorliegen müssen.
Durch Scannen bzw. Digitalisieren der realen mechanischen Struktur mit Hilfe photogrammetrischer Verfahren können Geometriedaten derselben gewonnen werden. Die Geometriedaten werden automatisiert in ein virtuelles Berech¬ nungsmodell bzw. Simulationsmodel umgewandelt. Nach einer ersten Alternati¬ ve werden die Geometriedaten unmittelbar in das Berechnungsmodell bzw. Si¬ mulationsmodel automatisiert umgewandelt. Nach einer zweiten Alternative werden die Geometriedaten zuerst automatisiert in Flächendaten und damit CAD Daten gewandelt, wobei aus den Flächendaten bzw. CAD Daten dann automatisiert ein virtuelles Berechnungsmodell bzw. Simulationsmodell der me¬ chanischen Struktur erzeugt wird.
Mithilfe der Erfindung kann demnach aus realen Produkten eines Konkurrenten automatisiert ein virtuelles Berechnungsmodell dieses Produkts generiert wer¬ den, sodass bei der Entwicklung eines neuen Produkts bereits in frühen Ent¬ wicklungsphasen ein virtuelles Benchmarking mit Konkurrenzprodukten durch¬ geführt werden kann. Hierdurch ergeben sich völlig neue Möglichkeiten bei der Produktentwicklung.
Beim Scannen mit Hilfe photogrammetrischer Verfahren wird die mechanische Struktur zuerst als zusammengebaute Einheit digitalisiert, wobei nach dem Scannen bzw. Digitalisieren der zusammengebauten Einheit die mechanische Struktur zumindest teilweise zerlegt wird, um Einzelteile der mechanischen Struktur, die beim Scannen der zusammengebauten Einheit nicht vollständig erfassbar sind, als Einzelteile oder in Verbindung mit mindestens einem Anbau¬ teil des jeweiligen Einzelteils mit Hilfe photogrammetrischer Verfahren zu digita- lisieren. Aus den beim Scannen der zusammengebauten Einheit und den beim Scannen der Einzelteile und gegebenenfalls Anbauteile gewonnen Geometrie¬ daten wird anschließend das Berechnungsmodell der mechanischen Struktur erzeugt, nämlich ein dreidimensionales CAE Berechnungsmodell, vorzugsweise ein dreidimensionales Finite Elemente Berechnungsmodell.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet bevorzugt Verwendung bei der Erzeu¬ gung eines Finite Elemente Berechnungsmodells einer mechanischen Struktur eines Kraftfahrzeugs, nämlich einer Rohkarosserie des Kraftfahrzeugs.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü¬ chen und der nachfolgenden Beschreibung. Nachfolgend wird ein Ausführungs¬ beispiel der Erfindung, ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 : ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeu¬ gung eines Berechnungsmodells einer mechanischen Struktur.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren unter Bezugnahme auf Fig. 1 in größerem Detail beschreiben. Dabei soll davon ausgegangen werden, dass mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein virtuelles Berechnungsmodell einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs erzeugt werden soll. Bereits an dieser Stelle soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass das erfindungsgemäße Ver¬ fahren nicht auf den Einsatz in der Automobilindustrie beschränkt ist. Vielmehr kann es überall dort eingesetzt werden, wo zum Zwecke des virtuellen Bench- markings aus einer realen mechanischen Struktur ein virtuelles Berechnungs¬ modell erzeugt werden soll.
Zur Erzeugung eines virtuellen Berechnungsmodells einer Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs wird im Sinne der hier vorliegenden Erfindung so vorgegangen, dass in einem ersten Schritt 10 des erfindungsgemäßen Verfahrens die Rohka¬ rosserie, von der ein Berechnungsmodell erzeugt werden soll, als reale mecha- nische Struktur bereitgestellt wird. Ein solche Rohkarosserie wird auch als Body in White (kurz BIW) bezeichnet.
Anschließend wird im Sinne des Schritts 11 die bereitgestellte Rohkarosserie bis auf das blanke Blech gereinigt bzw. gesäubert, indem zum Beispiel von der Rohkarosserie Wachsstoffe und Versiegelungsstoffe entfernt werden. Weiterhin wird die Rohkarosserie von Dichtungsmaterialien sowie gegebenenfalls vor¬ handenen Dämpfungsmatten befreit. Die Reinigung bzw. Säuberung der Roh¬ karosserie erfolgt dabei vorzugsweise in einem Säure- oder Laugebad.
Auf die gereinigte sowie gegebenenfalls von Dichtungsmaterialien und Dämp¬ fungsmaterialien befreite Rohkarosserie werden sodann im Sinne des Schritts 12 Referenzpunkte aufgebracht, um die Relativposition zwischen ausgewählten Punkten bzw. Bereichen der Rohkarosserie zu markieren. Die Referenzpunkte können an beliebigen Stellen bzw. Positionen auf die Rohkarosserie aufge¬ bracht werden.
Anschließend wird im Sinne des Schritts 13 die bereitgestellte und gereinigte sowie mit Referenzpunkten markierte Rohkarosserie als zusammengebaute Einheit durch Scannen mit Hilfe photogrammetrischer Verfahren digitalisiert. Beim Scannen der zusammengebauten Einheit werden sogenannte digitale Geometriedaten der zusammengebauten Rohkarosserie sowie digitale Geomet¬ riedaten von Einzelteilen der zusammengebauten Rohkarosserie erfasst. Wei¬ terhin werden beim Scannen der zusammengebauten Rohkarosserie digitale Geometriedaten der Referenzpunkte sowie digitale Geometriedaten von Ver¬ bindungsstellen der zusammengebauten Rohkarosserie erfasst. Bei diesen Verbindungsstellen handelt es sich zum Beispiel um Schweißpunkte und/oder Schweißnähte und/oder Nietstellen und/oder Verschraubungen und/oder Kle¬ bestellen der zusammengebauten Rohkarosserie, die aus mehreren Einzeltei- len zusammengesetzt ist. Beim Scannen der zusammengebauten Rohkarosse¬ rie werden des weiteren digitale Geometriedaten von Materialstärken bzw. Blechdicken erfasst. Im Anschluss an das Scannen bzw. Digitalisieren der zusammengebauten Ein¬ heit bzw. der zusammengebauten Rohkarosserie im Sinne des Schritts 13 wird die zusammengebaute Rohkarosserie im Schritt 14 des erfindungsgemäßen Verfahrens zumindest teilweise zerlegt. Hierbei werden Schraubverbindungen gelöst. Schweißstellen bzw. Schweißnähte oder auch Nietstellen oder Klebstel¬ len werden aufgetrennt. Der Zerlegen der zusammengebauten Rohkarosserie erfolgt derart, dass Einzelteile der Rohkarosserie, die im zusammengebauten Zustand derselben ganz oder teilweise verdeckt sind und demnach beim Scan- nen der zusammengebauten Rohkarosserie nicht oder nur unvollständig erfasst werden können, nach dem Zerlegen im Sinne des Schritts 14 in einem sich an¬ schließenden Schritt 15 gescannt werden können.
Im Schritt 15 werden demnach Einzelteile oder Einzelteile in Verbindung mit mindestens einem Anbauteil, die während des Scannens der zusammengebau¬ ten Rohkarosserie nicht oder nur unvollständig erfasst und demanch digitalisiert werden können, separat mit Hilfe photogrammetrischer Verfahren gescannt, um auch für diese Einzelteile digitale Geometriedaten zu gewinnen. Hierbei handelt es sich wiederum um digitale Geometriedaten der Einzelteile sowie gegebenen- falls der Anbauteile sowie um digitale Geometriedaten von Verbindungsstellen der Einzelteile zu den Anbauteilen sowie um digitale Geometriedaten von Mate¬ rialstärken.
Als Ergebnis von Schritt 13 liegen demnach die oben erwähnten, digitalen Ge- ometriedaten der zusammengebauten Rohkarosserie vor, als Ergebnis von Schritt 15 liegen die oben erwähnten, digitalen Geometriedaten von Einzelteilen und gegebenenfalls Anbauteilen dieser Einzelteile vor, die beim Scannen der zusammengebauten Rohkarosserie in Schritt 13 nicht vollständig erfasst wer¬ den können. Über die beim Scannen gewonnenen Geometriedaten der Refe- renzpunkte sowie Verbindungsstellen werden die in Schritt 15 generierten Ge¬ ometriedaten der Einzelteile eindeutig mit den in Schritt 13 generierten Geomet¬ riedaten der zusammengebauten Rohkarosserie automatisiert verknüpft. Das Scannen erfolgt auf optischem Weg mit einem photogrammetrischen Ver¬ fahren. Beim Scannen werden als digitale Geometriedaten sogenannten Punktwolken der zu scannenden mechanischen Struktur bzw. von Einzelteilen der mechanischen Struktur erzeugt.
Anschließend werden im Sinne des Schritts 16 die in den Schritten 13 und 15 beim Scannen gewonnenen sowie miteinander verknüpften Geometriedaten mithilfe kommerziell verfügbarer Software automatisiert in Flächendaten und damit in dreidimensionale CAD-Daten gewandelt. Dies kann zum Beispiel mit der Software „GEOMAGIC" oder „ICEM" oder „TEBIS" der gleichnamigen Her¬ steller erfolgen.
Die in Schritt 16 gewonnenen Flächendaten bzw. CAD Daten werden dann im Sinne des Schritts 17 automatisiert in ein virtuelles Berechnungsmodell bzw. Simulationsmodell der Rohkarosserie gewandelt, nämlich in ein CAE Berech¬ nungsmodell, vorzugsweise in ein dreidimensionales Finite Elemente Berech¬ nungsmodell. Die automatisierte Wandlung der CAD Daten in ein Finite Ele¬ mente Berechnungsmodell kann zum Beispiel mithilfe des von der Anmelderin entwickelten und vertriebenen Produkts "TEC|ODM" erfolgen.
Als Ergebnis von Schritt 17 liegt demnach ein virtuelles Berechnungsmodell bzw. Simulationsmodell der in Schritt 10 bereitgestellten, realen Rohkarosserie vor, ohne dass auf Konstruktionsdaten der Rohkarosserie zugegriffen werden muss. Dies erlaubt die Erzeugung virtueller Berechnungsmodelle aus beliebi¬ gen Produkten und somit ein virtuelles Benchmarking bei der Produktentwick¬ lung.
Es sei darauf hingewiesen, dass aus den beim Scannen gewonnenen und mit- einander verknüpften Geometriedaten auch unmittelbar ein virtuelles Berech¬ nungsmodell bzw. Simulationsmodell der Rohkarosserie erzeugt werden kann. In diesem Fall werden die Geometriedaten nicht in Flächendaten bzw. in drei¬ dimensionale CAD-Daten umgewandelt, vielmehr werden dieselben direkt und automatisiert in das Berechnungsmodell bzw. Simulationsmodell gewandelt. Die unmittelbare, automatisierte Wandlung der beim Scannen gewonnenen sowie miteinander verknüpften Geometriedaten in ein Finite Elemente Berechnungs¬ modell kann zum Beispiel mithilfe des von der Anmelderin entwickelten und ver¬ triebenen Produkts "TEC|ODM" erfolgen.
Im Anschluss an Schritt 17 kann das generierte, virtuelle Berechnungsmodell im Sinne des Schritts 18 in eine Simulationsumgebung integriert werden, in wel¬ cher automatisiert Eingangsgrößen für das virtuelle Berechnungsmodell gene¬ riert werden können. Dies wird zum Beispiel mithilfe des von der Anmelderin unter der Produktbezeichnung "TEC|PROM" entwickelten und vertriebenen Produkts durchgeführt. Das virtuelle Berechnungsmodell der Rohkarosserie kann in Schritt 18 mit weiteren für die Simulation relevanten Daten verlinkt wer¬ den. Hierbei kann es sich zum Beispiel um Werkstoffdaten der Einzelteile der Rohkarosserie handeln.
Bezugszeichenliste
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt
Schritt

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Erzeugung eines Berechnungsmodells, insbesondere ei- nes Finite Elemente Berechnungsmodells, einer aus mehreren Einzeltei¬ len zusammengebauten, mechanischen Struktur, insbesondere einer mechanischen Struktur eines Kraftfahrzeugs wie einer Rohkarosserie, mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen der mechanischen Struktur von der ein Berech- nungsmodell zu erzeugen ist; b) Reinigen der mechanischen Struktur; c) Aufbringen von Referenzpunkten auf die gereinigte und zusam¬ mengebaute mechanische Struktur; d) Scannen der zusammengebauten mechanischen Struktur zur Erzeugung von Geometriedaten der zusammengebauten mechanischen
Struktur, von Einzelteilen der zusammengebauten mechanischen Struk¬ tur und der Referenzpunkte; e) zumindest teilweises Zerlegen der zusammengebauten mecha¬ nischen Struktur in Einzelteile, die beim Scannen der zusammengebau- ten mechanischen Struktur nicht vollständig erfassbar sind; f) Scannen der Einzelteile alleine oder in Verbindung mit mindes¬ tens einem Anbauteil des jeweiligen Einzelteils zur Erzeugung von ent¬ sprechenden Geometriedaten; g) Umwandeln der Geometriedaten in ein Berechnungsmodell der mechanischen Struktur.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt g) die Geometriedaten zuerst automatisiert in Flächendaten umgewan¬ delt werden, und dass anschließend die Flächendaten automatisiert in das Berechnungsmodell umgewandelt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt g) die Geometriedaten unmittelbar automatisiert in das Berechnungsmo¬ dell umgewandelt werden.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) die bereitgestellte mechanische Struktur bis auf das blanke Blech gereinigt bzw. gesäubert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass hierzu eine Rohkarosserie eines Kraftfahrzeugs von Wachsstoffen und/oder Versie¬ gelungsstoffen und/oder Dichtungsmaterialien und/oder Dämpfungsmat¬ ten befreit wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) beim Scannen der zusammengebau¬ ten mechanischen Struktur weiterhin Geometriedaten von Verbindungs¬ stellen, insbesondere von Schweißpunkten und/oder Schweißnähten und/oder Nietstellen und/oder Verschraubungen und/oder Klebstellen, der mechanischen Struktur erfasst werden.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) beim Scannen der zusammengebau¬ ten mechanischen Struktur weiterhin Geometriedaten von Materialstär¬ ken der mechanischen Struktur erfasst werden.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) beim Scannen der Einzelteile gege¬ benenfalls in Verbindung mit mindestens einem Anbauteil des jeweiligen Einzelteils Geometriedaten des jeweiligen Eintelteils und gegebenenfalls des oder jedes Anbauteils erfasst werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass hierbei weiterhin Geometriedaten von Verbindungsstellen und/oder von Materi¬ alstärken erfasst werden.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritten d) und f) das Scannen mit Hilfe pho- togrammetrischer Verfahren durchgeführt wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt g) als Berechnungsmodell der mecha¬ nischen Struktur automatisiert ein dreidimensionales CAE Berech¬ nungsmodell, insbesondere ein dreidimensionales Finite Elemente Be¬ rechnungsmodell, erzeugt wird.
12 Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Scannen gemäß Schritt d) gewonnenen Geometriedaten der zusammengebauten mechanischen Struktur und die beim Scannen gemäß Schritt f) gewonnenen Geometriedaten der Einzel¬ teile über beim Scannen gewonnene Geometriedaten der Referenzpunk- te sowie Verbindungsstellen miteinander verknüpft werden, und dass an¬ schließend gemäß Schritt g) aus den Geometriedaten das Berech¬ nungsmodell erzeugt wird.
13. Verwendung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprü- che 1 bis 12 zur Erzeugung eines Finite Elemente Berechnungsmodells einer mechanischen Struktur eines Kraftfahrzeugs, nämlich einer Rohka¬ rosserie des Kraftfahrzeugs.
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