Konstruieren mit Rechnern

ISBN-13: 9783540051732 / Niemiecki / Miękka / 1971 / 260 str.

Uwe Claussen

Opis

Der Einsatz der Elektronischen Datenverarbeitung hat in verschiedenen Un ternehmensbereichen zu beachtlichen Rationalisierungserfolgen geflihrt. 1m Bereich der Konstruktion staBt der Rechnereinsatz zunachst auf Schwierig keiten, denn dieser Aufgabenbereich ist besonders vielseitig und uneinheit lich. Die Schwierigkeiten lassen sich aber in vielen Fallen liberwinden, und von Jahr zu Jahr werden mehr Erfolge des Rechnereinsatzes auch in der Kon struktion bekannt. Eine Vorlesung liber Rechneranwendung in der Konstruktion, die ich seit 1968 mit Unterstlitzung des Institutes flir Konstruktionstechnik und des Bun des der Deutschen Industrie an der Technischen Universitat Mlinchen halte, traf deshalb auf groBes Interesse bei Studenten und insbesondere bei Prak tikern aus der Industrie. Mit Unterstlitzung des Springer-Verlages kann diese Vorlesung - in gestraffter Form - nun auch als Buch erscheinen. Den Mitarbeitern des Institutes flir Konstruktionstechnik und den diskus sionsfreudigen Teilnehmern an der Vorlesung verdanke ich wertvolle kri tische Hinweise. Herrn Professor Dr.-Ing. W. Rodenacker, dem Leiter des Institutes, danke ich flir die Anregung und Forderung dieser Arbeit."

Spis treści

Einführung.- I. Grundlagen der Datenverarbeitung für den Konstrukteur.- 1. Eingabe und Ausgabe.- 1.1 Eingabe und Ausgabe von Text.- 1.1.1 Fernschreiber.- 1.1.2 Lochstreifen.- 1.1.3 Lochkarten.- 1.1.4 Schnelldrucker.- 1.1.5 Klarschriftleser.- 1.2 Eingabe und Ausgabe von Zeichnungen.- 1.2.1 Bildschirmgeräte.- 1.2.2 Rollkugel und Lichtstift.- 1.2.3 Anwendung von Bildschirm und Lichtstift.- 1.2.4 Programmgesteuerte Zeichenmaschinen.- 2. Speicher.- 2.1 Speichern von Texten.- 2.1.1 Das Bit.- 2.1.2 Bauarten von Speichern.- 2.1.3 Anwendungsbei spiel.- 2.2 Speichern von Zeichnungen.- 2.2.1 Ziffernspeicher.- 2.2.2 Mikrofilm.- 2.2.3 Kombination Mikrofilm-Lochkarte.- 2.3 Wiederfinden gespeicherter Informationen.- 2.3.1 Untersuchung der Information durch den Rechner.- 2.3.2 Untersuchung einer Verschlüsselung durch den Rechner.- 2.3.3 Verschlüsselungssysteme.- 2.3.4 Beispiele.- 3. Verarbeitung.- 3.1 Grundbegriffe.- 3.2 Rechnertypen.- 3.2.1 Bauelemente des Digitalrechners.- 3.2.2 Schaltungen des Digitalrechners.- 3.2.3 Leistungsfähigkeit des Digitalrechners.- 3.2.4 Bauelemente des Analogrechners.- 3.2.5 Arbeitsweise des Analogrechners.- 3.3 Anwendungsbereiche der Rechnertypen.- 4. Programmieren.- 4.1 Arbeitsschritte beim Programmieren.- 4.2 Das Flußdiagramm.- 4.3 Das Programmieren im engeren Sinne.- 4.3.1 Die Maschinensprache.- 4.3.2 Die symbolischen Programmiersprachen.- 4.3.3 Makrobefehle und Standardprogramme.- 4.3.4 Die höheren (problemorientierten) Programmiersprachen.- 4.3.5 Übersicht.- II. Formulierung und Behandlung von Konstruktionsaufgaben.- 5. Was heißt Konstruieren?.- 5.1 Tätigkeiten des Konstrukteurs.- 5.2 Arbeitsvorschriften für den Konstrukteur.- 5.3 Aufgaben des Konstrukteurs.- 5.4 Zusammenfassung.- 6. Analytische Formulierung von Kons truktions aufgaben.- 6.1 Die Methodik von Reuleaux.- 6.1.1 Analyse.- 6.1.2 Systematik.- 6.1.3 Synthese.- 6.2 Die Methodik von Franke.- 6.2.1 Systematik.- 6.2.2 Anwendung und Bedeutung.- 6.3 Die Methodik von Rodenacker.- 6.3.1 Ableitung der Arbeit s schritte.- 6.3.2 Bestimmung der Funktionsstruktur.- 6.3.3 Optimierung der physikalischen Zusammenhänge.- 6.3.4 Festlegung der Konstruktionsmerkmale.- 7. Mathematische Formulierung von Konstruktionsaufgaben.- 7.1 Bestimmung der Funktions Struktur.- 7.2 Optimierung der physikalischen Zusammenhänge.- 7.3 Festlegung der Konstruktionsmerkmale.- 8. Mathematische Lösungsmethoden.- 8.1 Die Aufgabe.- 8.2 Klassische Lösungsmethoden.- 8.2.1 Dimensionierung und Auslegung.- 8.2.2 Kennziffern und Faustformeln.- 8.3 Methoden des Operations Research.- 8.3.1 Konkurrenzmodelle.- 8.3.2 Warteschlangenmodelle.- 8.3.3 Netzplantechnik.- 8.3.4 Monte-Carlo-Methode.- 8.3.5 Lineare und nichtlineare Optimierung.- 8.4 Methoden der Marginalanalyse.- 8.4.1 Aufgabenstellung.- 8.4.2 Allgemeine Lösung.- 8.4.3 Lösung unter Annahme konstanter Kostensumme.- 8.4.4 Lösung unter Annahme konstanten Ertrages.- 8.4.5 Lösung unter Annahme unabhängiger Kosteneinflüsse.- 8.5 Übersicht.- III. Anwendung von Rechnern in der Konstruktion.- 9. Auswahl und Kombination nach eindeutiger Vorschrift.- 9.1 Entwurf von Maschinenteilen.- 9.2 Kombinieren von Teilen.- 9.3 Teilesystematik.- 9.4 Kombinations- und Auswahlregeln und Entscheidungstabellen.- 10. Auswahl und Kombination mit Spielraum.- 10.1 Gegenseitige Anordnung bekannter Elemente.- 10.1.1 Mechanisches Beispiel.- 10.1.2 Elektrisches Beispiel.- 10.2 Ermittlung unbekannter Elemente.- 10.2.1 Das Brainstorming.- 10.2.2 Systematisches Aufsuchen.- 10.3 Das Problem der Bewertung.- 10.4 Kombination der Elemente.- 10.4.1 Kombination von Hand.- 10.4.2 Kombination mit Rechnerhilfe.- 11. Dimensionierung nach eindeutiger Vorschrift.- 11.1 Berechnung von Maschinenelementen.- 11.1.1 Schraubenberechnung — einfache Rechenmaschinen.- 11.1.2 Federberechnung — Programmieraufwand.- 11.1.3 Zahnradberechnung — Kombination von Programmen.- 11.2 Ingenieurmäßige Festigkeitsrechnung.- 11.2.1 Aufgabenstellung, Rechnung von Hand.- 11.2.2 Rechnung mit dem Rechner.- 11.3 Festigkeitsrechnung ohne Differentialgleichungen.- 11.3.1 Aufgabenstellung, klassischer Lösungsansatz.- 11.3.2 Die Methode der finiten Elemente.- 11.4 Aufwand und Erfolg.- 12. Optimierung in einem Feld von Möglichkeiten.- 12.1 Netzwerkberechnung.- 12.1.1 Hydraulisches Beispiel.- 12.1.2 Elektrische Netzwerke.- 12.2 Iteration.- 12.2.1 Verbesserung nach Erfahrungsregeln.- 12.2.2 Systematisches Durchprobieren.- 12.2.3 Iteration im mathematischen Sinne.- 12.3 Simulation.- 12.3.1 Steifigkeit einer Werkzeugmaschine.- 12.3.2 Reibung svorgänge.- 12.4 Ungleichungen.- 12.4.1 Flanschschrauben.- 12.4.2 Druckbehälter.- 12.5 Graphische Methode.- 12.5.1 Regeln und Anregungen.- 12.5.2 Anwendungsbeispiele.- 13. Entwurf des Funktionsplanes nach eindeutiger Vorschrift.- 13.1 Wertigkeitsbilanz.- 13.2 Vierpoltheorie.- 13.3 Boolesche Algebra.- 14. Entwurf des Funktionsplanes ohne eindeutige Vorschrift.- 14.1 Rechnen mit Funktionsplänen.- 14.2 Schwierigkeiten bei der Verwirklichung von Funktionsplänen.- 14.3 Ansätze zur Überwindung der Schwierigkeiten.- Zusammenfassung.