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Parabel_201.prt Parabel_201.Grad2.stp

Hallo Leute,

ich habe mal wieder ein paar interessante Fragen.
Im rahmen eines Studienprojekts, habe ich mich entschieden Volumenkörper zu erstellen,
mit dennen die Volumenberechnung verschiedener Programme validiert werden soll.
Ich muss zunächst Volumen erstellen deren Volumen sich Mathematisch errechnen lassen (Siehe Anhang).
Dann muss ich diese in ein Neutralformat umwandeln und dann im anderen Programm testen.
Das war mein Fahrplan in Kurzform.

Jetzt zu meinen Fragen.

1. Kann ich in NX auch Funktionen Eingeben(z.B. Sinus/Cosinus). Wie Ihr in meinem Anhang seht, habe ich einmal das Integral von 0.006*x^2+500 (Grenzen: -500|500) abgebildet.

2. Ich habe diese Funktion mittels einer Spline erstellt. (Grad der Funktion auf 2) Es dürfte aber beim Anfangs und Endpunkt doch Abweichnungen geben.
Eine Sinusfunktion ist ja z.B. nicht wirklich mit "Grad" zu beschreiben, das annähern einer Sinusfunktion mittels Spline ergibt also Ungenauigkeiten.
Wie umgeht Ihr solche "ungenauigkeiten"?

3. Ich habe das erstellte Volumen gemessen und mit meinem Mathematischen Verglichen. Abweichung ist 0,0315%.
Deswegen die Frage: Wie genau ist die Messung des Volumens in Siemens NX? Könnte mir jemand erläutern, WIE NX das Volumen ermittelt.

Und nochetwas was ich interessant finde. Die erstellte .stp dieses Körpers hat im Inventor das Volumen von 999999999,157 (1*10^9 wäre das Mathematische Volumen).
Jm. eine Idee warum es zu so einem Unterschied kommen kann? Warum ist die .stp genauer als die NX interne Berechnung ?

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Ich weiß das es hier um absolut kleine Abweichnungen geht, aber ich muss möglichst "genaue" Körper erstellen, weil ich nachvollziehen möchte wo etwas "verloren geht" (Import Export usw usw...)

Wie Validiert Ihr in der Firma die Volumenmessung?
Oder glaubt Ihr das denn Programmen einfach?

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Vielen Dank

Caliban

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Parabel_NX.PNG rapid_form.PNG Parabel_201_md.prt

Moin

ja, du kannst mathematische Funktionen in der Parameterdarstellung in NX abbilden.
Für einige Kurventypen gibt es seit einigen Releases fertige Vorlagen in der Reuse-Lib, siehe Pic.

Dann habe ich deine STEP Datei in RapidForm Explorer eingelesen, damit wird ein Volumen von 999796503.4961 mm^3 ermittelt.

In NX bekomme ich für den von dir erstellten Körper 999684966.00339mm^3

Deine STEP ergibt in NX 999684966.00339mm^3

Erzeuge ich einen neuen Körper auf Basis einer Regelkurve werden 999849980.68647mm^3 ermittelt.

Davon ein STEP ergeben in NX 1000000020.9565mm^3

Das die Diva (Inventor) einen anderen Wert ermittelt ist zu erwarten. Das dieser Wert zumindest in diesem Falle genauer ist als der rechnerische kann am STEP Import liegen, aber auch am Ermitteln des Volumens.
Meines Wissens nach rechnet der ACIS Kernel, auf dem Inventor ursprünglich basiert, um eine 10er Potenz genauer.

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Grüße Meinolf

Ich steh auf flotte Dreier

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Hallo Caliban,

mit welcher Genauigkeit rechnest Du in NX? Im Standard rechnet NX mit 0,99. Dementsprechend ungenau kann auch das Ergebnis sein.

Wenn ich bei NX mit der maximalen Genauigkeit (0,999999) berechne erhalte ich ein Volumen von 1000000020.9665000. Damit sind wir schon ziemlich dicht an dem Idealwert.

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Gruß André

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Danke Meinholf und inv,

die Frage die sich mir jetzt zwangsläufig stellen muss ist:

Kommen diese minimalen Abweichungen durch eine Konstruktions- oder Rechnenungenauigkeit.

@inv
Die Rechengenauigkeit von 0.99 auf 0.999999 habe ich auch schon gefunden, aber soweit noch nicht genauer getestet.
Es handelt sich dort aber um die Genauigkeit beim Ermitteln der Volumina richtig?

@Meinholf
Woher kriege ich diese Basiselemente?
Kann ich mir die einfach im Siemens "Store" herunterladen?
Ist es Theoretisch auch möglich Funktionen mit zwei Variablen zu erstellen? ( z=x^2+y^2 )
Ich würde nämlich gern auch zweifach gekrümmte Flächen Testen und gucken was sich da tut.

Ich weiß, das das Hier alles sehr Theoretisch ist, aber ich/meine Firma benötigt Validierung, falls Modell basierte Massenermittelungen angezweifelt werden.

Viele Grüße und einen Schönen Tag! 

Caliban

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Die Genauigkeit 0.999999 bezeiht sich auf die komplette Körperberechnung, Volumen, Masse, Trägheit usw.

So weit mir bekannt ist, kann nur eine Regelkurve mit mathematischen Formeln erstellt werden. Ein Equivalent in Flächenform kenne ich nicht.

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Gruß André

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reuse_curves.PNG reuse_defaults.PNG

Zitat:

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Original erstellt von Caliban:

@Meinholf
Woher kriege ich diese Basiselemente?
Kann ich mir die einfach im Siemens "Store" herunterladen?
Ist es Theoretisch auch möglich Funktionen mit zwei Variablen zu erstellen? ( z=x^2+y^2 )

Caliban

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Warum willst du die herunter laden? Die sind doch nach der NX Installation auf deiner Festplatte, siehe Pic #1.
Eventuell musst du in den Anwenderstandards die Reuse-Lib aktivieren, sieh Pic #2.

Und ja, du kannst Funktionen mit mehrfachen Variablen erstellen, wie z. Bsp. die Helix oder die Torus-Helix.

Wenn du einen Spline durch Punkte erstellst wirst du konstruktive Abweichungen haben.
Die Ungenauigkeit in NX beim Ermitteln des Volumens kann ich nicht beurteilen, da müsstest du ein oder besser mehrere Beispiele mit gerechnetem und gemessenem Volumen an Siemens schicken.

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Grüße Meinolf

Ich steh auf flotte Dreier

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Ich hab die Libary gefunden, vielen Dank dafür, damit kann ich erst mal weiter Testen.

bzgl. der zwei Variablen:
Du hast recht das muss gehen, weil die Helix dies auch hat.
Fragt sich nur wie ich sollte Funktionen selber integrieren kann.
Alternativ hatte ich mir überlegt, eine Funktion mit x und y die z.B. über eine Freiformfläche durch Punkte zu erstellen.
Ich muss nur gucken was die Freiformfläche zwischen den Punkten macht.

Ich denke ich werde mich wirklich mal mit Siemens auseinander setzten und die sollen mir mal ein bisschen Auskunft über Konstruktions und Berechnungsgenauigkeit erzählen.

Achja, ich kann allen die es nicht kennen mal Wolfram Alpha ans Herz legen. Schöne "Suchmaschiene". 

Vielen Dank!

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Such nach Regelkurven oder law curves, da findet sich einiges. Und in Walters Büchern steht auch was zu drin.
Grundsätzlich musst du deine Kurven durch die Parameterdarstellung beschreiben. Und du kannst Regelkurven erstellen, die auf anderen Kurven basieren, also beispielsweise eine Spirale entlang eines Splines erzeugen.

Das Verhalten von Flächen die durch Punkte erzeugt werden wird durch den Grad der Flächen und die Patch-Anzahl bestimmt. Nur solltest du dir darüber klar sein das die Fläche nur eine Annäherung ist und in der Regel die Fläche umso unruhiger wird je genauer du dich an die Punkte annäherst.

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Grüße Meinolf

Ich steh auf flotte Dreier

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Danke Meinolf,

das mit den Flächen und Punkten ist mir bewusst, ich muss mich halt Iterativ herantasten, welche Punktanzahl bei welchen Flächenparametern das genauste Ergebnis liefert.

Das wird noch Spannend, und wenn ich darf Frage ich euch sicherlich noch hier und da zu bestimmten Sachen etwas.

Mir geht spätestens bei der Schnittstelle ne Menge Genauigkeit flöhten (Neutralformat...wahrscheinlich ohne B-Rep...).

Schönen Tag noch! 

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Law_Curves_NX4.pdf

Hallo Caliban,

ich lese zwar schon eine Zeit lang mit, komme aber nicht drauf, was du eigentlich erreichen willst.

In NX kann man Kurven aus mathematische Funktionen erstellen, wenn man die Funktionen kennt (siehe Anhang). Wenn man daraus dann Kurven > Flächen > Körper bildet, kann man in NX und allen anderen CAD-Systemen, das Volumen berechnen.

Um die Genauigkeit des Ergebnisses zu verbessern, muss man sich iterativ an die Funktionskurve herantasten, soweit ich das aus meinem Studium noch weiß (liegt 35 Jahre zurück). So wie man mit der verkürzten Kreiszahl phi = 3,14 Fehler macht, da die Zahl viele weitere Nachkommastellen hat, so ist das bei Sinuskurven, Parabeln, Splines etc. im Prinzip auch. Daher bietet NX die Mitgabe der Rechengenauigkeit an. Je höher die Genauigkeit, desto länger dauert die Berechnung aber desto exakter ist das Ergebnis. Beim Export nach STEP wird ebenfalls eine Genauigkeit (Toleranz) mitgegeben. Hier verliert man tatsächlich etwas, das man später nicht mehr rekonstruieren kann, da der Sinus oder die Parabel im STEP nicht mehr vorhanden sind.

Willst du nun Inventor und NX vergleichen oder worauf willst du hinaus?

Gruß

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Walter Hogger

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@Walter Hogger

Vielen Dank das du dir Gedanken gemacht hast.
Was ich erreichen will:

Es gibt in meiner Branche alt eingesessene Volumen Berechnungsvorschriften, diese werden hingenommen und Ungenauigkeiten Akzeptiert.

Da wir so langsam im 3D ankommen (besser spät als nie...), und dort halt Volumen ausgespukt werden (die man nicht händisch kontrollieren kann), will ich Programme, die solche Volumen berechnen, validieren.

z.B. wenn wir irgendein teil in NX erstellt, und wir ein Volumen für das Material brauchen, dann lassen wir uns dieses Volumen von unserem Programm berechnen.
Dieses Volumen ist aber händisch nicht überprüfbar.
Um dem Arbeitgeber und/oder dem Ausführenden zu "beweisen" das dieses Volumen richtig ist, will ich Körper erstellen, deren Mathematisches Volumen bekannt ist.
Dann vergleiche ich das Mathematische Volumen mit dem, was das Programm ausspuckt und hoffe dann sagen zu können: "Dieses Programm ermittelt das Volumen genau genug" (Abweichung <0,1%).

Dabei muss ich drauf achten, dass ich den Körper:

1. In NX genau genug erstelle. (eine Sinus-Spline hat auch Abweichung zur echten Sinuskurve.)
2. Das NX mir das Volumen des Körpers richtig berechnet.
3. Das ich ein Normalformat finde, welches mir dieses Volumen genau genug abbildet.

An der stelle nochmal die Frage:

Wie stellt Ihr Sicher, dass eure Volumen die richtigen sind?
Habt Ihr auch Validierungskörper, oder glaubt Ihr dem Programm einfach?

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Moin

in der ersten Annäherung glaube ich der NiXe. In der zweiten weiß ich das kleine Ungenauigkeiten, abhängig von der Geometrie, vorkommen.
Hast du nur analytische Geometrie gehe ich davon aus das das gerechnete Ergebnis passt. Spätestens aber wenn Freiformflächen ins Spiel kommen kleine Fehler vor.
Ob die relevant sind?
In der Realität kommen Fertigungstoleranzen hinzu, und wenn du Bauteile mit Gewinden hast werden deine Abweichungen deutlich größer sein, verglichen mit den Fehlern die durch Rechenungenauigkeiten entstehen dürften.

Also im Klartext: ich mach mir da keinen Kopf drum.

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Grüße Meinolf

Ich steh auf flotte Dreier

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