Konstruktionslehre II
Konstruktionslehre II im SS 2018 bei Prof. Jacobs an der RWTH Aachen
Konstruktionslehre II im SS 2018 bei Prof. Jacobs an der RWTH Aachen
Kartei Details
| Karten | 234 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 24.05.2018 / 24.07.2018 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/20180524_konstruktionslehre_ii
|
| Einbinden |
<iframe src="https://card2brain.ch/box/20180524_konstruktionslehre_ii/embed" width="780" height="150" scrolling="no" frameborder="0"></iframe>
|
Nenne mindestens vier Folgen aus der industriellen Entwicklung.
- kürzere Entwicklungs- und Planungszyklen
- steigende Produktkomplexität und Variantenvielfalt
- steigende Anforderungen an die Qualität
- kleinere Losgrößen
- steigende Anforderungen an Servicezeit und -grad
- vermehrter Einsatz von Simulationen
Nenne mindestens drei Gründe für den Einsatz von Simulationen.
- Es gibt die Möglichkeit die Entwürfe vor der Konstruktion von Prototypen zu überprüfen, somit können Kosten gespart werden.
- "Was-wäre-wenn"-Szenarien können schnell durchgeführt werden.
- Die Menge des verwendeten Materials kann durch Vermeidung von Überdimensionierung minimiert werden.
- Kritische Situationen werden interagierbar gemacht bevor diese auftreten können.
Welche Antwortmöglichkeit gibt eine richtige Reihenfolge für den Einsatz von Simulation im Konstruktionsprozess wieder?
Welchen Zweck hat die Bewegungssimulation im Konstruktionsprozess?
Analyse der Kinematik eines bewegten Systems ohne Berücksichtigung auftretender Kräfte. Sie dient der Ermittlung von Bahnkruven, Geschwindigkeit und Durchdringungen.
Welchen Zweck hat die Mehrkörpersimulation?
Die MKS beschäftigt sich mit der Dynamik von Starrkörpern, die über gekoppelte Freiheitsgrade miteinander verbunden sind (Gelenke, Feder-/Dämpfereinheiten)
Definiere Topologie.
Die Topologie ist ein Teilgebiet der Mathematik, welches die Eigenschaften geometrischer Körper untersucht, die durch topologische Verformungen nicht verändert werden (Dehnen, Stauchen, Verbiegen, Verzerren, Verdrillen).
Welche drei Formen der Strukturoptimierung werden unterschieden?
- Parameteroptimierung
- Formoptimierung
- Topologieoptimierung
Beschreibe den Ablauf einer Topologieoptimierung und den häufigsten Fall.
- Definition von möglichem Bauraum (Designraum)
- Definition des Lastfalls (Einspannung, Kräfte etc.)
Am häufigsten wird dabei die maximale Steifigkeit an unter der Randbedingung des Beibehalten eines Massenanteils bezogen auf die Gesamtmasse des Designraums gesucht.
Was gilt für das Ergebnis einer Topologieoptimierung?
- Model nicht in parametrischen CAD-Formaten
- Das Ergebnis ist oft nicht mit Standard-Verfahren fertigbar
- Nachbearbeitung ist notwendig (Glättung der Flächen, Parametrisierung in CAD)
Wo wird die FEM-Analyse hauptsächlich angewendet?
- Strukturmechanik
- Kontinuumsmechanik
Welches physikalische Prinzip liegt der FEM-Analyse zugrunde?
Prinzip der virtuellen Arbeit
Welches sind die drei grundsätzlichen Schritte der FEM-Analyse?
- Preprocessing
- Berechnung
- Postprocessing
Was ist beim Preprocessing im Rahmen der FEM-Analyse bezüglich der Diskretisierung zu beachten?
- eine sehr feine Vernetzung kann nicht sinnvoll sein und bedeutet einen unnnötigen Zeitaufwand
- eine sehr grobe Vernetzung liefert unbrauchbare Ergebnisse
Welche Bedingungen muss ein mechanisches Problem genügen um durch eine FEM-Analyse berechnet werden zu können?
- Gleichgewicht
- Kompatibilität
- Kraft-Verformungs-Beziehung
Welchen Zweck hat die FEM im Konstruktionsprozess?
Ermittlung von lokalen Spannungen und Verformungen. Iterationen nötig zur Optimierung des Bauteils.
Wann ist die Randelementemethode besonders vorteilhaft?
Die REM ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen klein ist.
Welche beiden Formen von virtueller Realität werden unterschieden?
- nicht-immersiv
- immersiv
Beschreibe das Dilemma der Konstruktion.
In der Konstruktion werden ca. 70% der späteren Produktkosten festgelegt. Selbst verursacht die Konstruktion aber nur 3-4% (max. 10%) der Produktkosten.
Definiere Kosten.
In Geld bewerteter Güterverbrauch für die betriebliche Leistungserbringung.
Wie ist die Wertschöpfung definiert?
\(Wertschöpfung = {\text{Ergebnis des Gütereinsatzes} \over \text{entstandene Kosten}}>1\)
An einem Markt herrscht wenig Konkurrenz und eine große Nachfrage. Welcher Markttyp ist gegeben?
An einem Markt herrscht viel Konkurrenz und eine geringe Nachfrage. Welcher Markttyp ist gegeben?
Was sind Einzelkosten?
Kosten, die direkt einem Produkt oder einem Auftrag verursachungsgerecht zugerechnet werden können (z.B.: Fertigungslöhne, Fertigungsmaterial, Zukaufteile, Zukaufdienste)
Was sind Gemeinkosten?
Kosten, verursachungsgerechte Zurechnung aus Gründen der Logistik ausgeschlossen werden (z.B.: Vorstandsgehälter) oder aus Gründen der Wirtschaftlichkeit nicht zweckmäßig ist (z.B.: Kleinteile, Betriebsmittel).
Sind Hilfslöhne Einzel- oder Gemeinkosten?
Was sind Herstellkosten?
Kosten, die direkt dem Herstellungsprozess eines Produkts zugeordnet werden können.
Was sind Selbstkosten?
Herstellkosten plus der Kosten, die nicht direkt mit der Produktherstellung in Zusammenhang gebracht werden, wie beispielsweise Verwaltungskosten.
Was sind Lebenszykluskosten?
Kosten, die bei der Produktnutzung als Summe aller Kosten aufgrund des Kaufs, und während der Nutzungszeit eines Produkts anfallen.
Was sind die Funktionskosten?
Gesamte Herstellkosten des betrachteten Systems zur Erfüllung der betrachteten Bauteil-, Baugruppen-, Produktfunktion.
Wie verhalten sich Abstraktionsgrad und Gestaltungsfreiraum zueinander?
Je abstrakter die Funktion ist, desto größer ist der Gestaltungsfreiraum und desto günstiger kann die Lösung werden.
Durch welche 3 Hauptgrößen kann eine technische Lösung beschrieben werden? Welche dieser Hauptgrößen bestimmen maßgeblich die Produktkosten?
- zugrunde liegende physikalische Effekte
- eingesetzte Werkstoffe
- geometrische Angaben
Werkstoffe und Geometrie
Nenne mindestens drei Methoden zur Kostenabschätzung.
- Marktanalyse
- ABC-Analyse
- Kostenstrukturanalyse
- Gewichtskostenkalkulation
Welche Kosten hat mit 68% den größten Anteil an den Entwicklungskosten?
Welche Kosten am Produkt sind gut beeinflussbar?
- Materialeinzelkosten
- Fertigungseinzelkosten
- Verwaltungsgemeinkosten
Nenne die drei Haupt-Varianten zur Reduktion von Herstellkosten und je ein konkretes Beispiel.
Materialkosten: weniger Material
Teilefertigungskosten: weniger Fertigungsoperationen
Montagekosten: kostengünstigere Montage
Welchen Einfluss hat die Gestalt eines Bauteil auf die Kosten?
Durch die Gestalt werden die Werkstoffe und notwendigen Fertigungsverfahren und damit auch die Produktkosten wesentlich festgelegt.
Was bedeutet Design to Cost?
Im wesentlichen bei bereits vorhandenen Produkten. Die Funktionalität bleibt konstant, die Kosten werden so weit wie möglich reduziert, durch Anwendung der Methoden zur Senkung der Herstellkosten.
Erläutere Target Costing.
Der Preis für -insbesondere neue- Produkte muss sich am Marktpreisniveau orientieren. Es wird ein plausibler am Markt zu orientierender Preis angestrebt und daher gegebenenfalls die Funktionalität reduziert. DIes kann durch das Prinzip "Was darf das kosten?" statt "Was kostet das?" zusammengefasst werden.
Nenne drei Lösungsansätze des Projektkostencontrollings, wenn die Projektkosten aus dem Ruder laufen.
- Eventuell sind die gesetzten Fristen doch noch erreichbar
- mehr Kapazität bzw. Mitarbeiter einsetzen
- Strafzahlungen in Kauf nehmen
Was ist die Meilenstein-Trendanalyse?
Im Projektverlauf wird die Terminsituation von Meilensteinen regelmäßig neu eingeschätzt und graphisch dargestellt.
- Kurvenverlauf nach unten = Meilensteine werden früher erreicht
- Kurvenverlauf nach oben = Meilensteine werden später erreicht
