Tipps und Tricks - Boolesche Operationen

[ErnstV]

Hallo zusammen,
Nachdem ich Kurven und Flächen bereits beschrieben habe, etwas zur weiteren Verarbeitung mit Volumen.

Grundsätzlich muss man Flächen und Volumen unterscheiden. Man kann direkt mit Volumen (Körpern) konstruieren, das ist in vielen Bereichen üblich, z.B. Maschinenbau u.ä. Das ist einfacher, allerdings sind die Gestaltungsmöglichkeiten begrenzt. Formen, wie im Flugzeug- und Automobilbau üblich, sind mit Volumen kaum machbar. Deshalb macht es Sinn, mit Flächen zu beginnen und später mit Volumen weiterzumachen.

Hier habe ich das Seitenleitwerk bereits in einen Körper umgewandelt, während der restliche Flieger noch ein Flächenmodell ist.
SolidEdge färbt Flächen lila und Körper grau ein, so kann man das immer schön unterscheiden.

"Boolesche Operationen" nennt man im CAD das Subtrahieren, Addieren und Dividieren (Trennen) von Volumenkörpern.
Das Seitenleitwerk soll in ein festes Teil und in beweglisches Ruder zerlegt werden. Dazu braucht man eine Trennfläche (lila) . Hier eine Hohlkehle.

mit der Funktion "Trennen" entstehen daraus zwei Körper, der jeweils aktive wird voll, der inaktive transparent dargestellt. (Man kann das jederzeit umschalten.

Allerdings ist dazwischen noch kein Spiel. Deshalb mache ich am festen Teil 3 Offsetflächen und ersetze damit die ursprüglichen Flächen.
Jetzt ist überall Spiel. Die Kanten habe ich etwas abgerundet-

Jetzt bewege ich das Ruder, um zu sehen, ob irgendwo Kollision auftritt.

Nun kommt die Addition. Den Rumpf habe ich inzwischen auch in einen Körper umgewandelt, Die unbeweglichen Leitwerksteile werden dann hinzu addiert und bilden zusammen mit dem Rumpf, einen Körper. Die Ruder bleiben weiterhin separate Körper. Man kann sie bewegen, verschieben usw.

Man kann vereinfacht sagen. Mit "Trennen" macht man aus einem Körper mehrere, mit Addieren aus mehreren, einen. Das lässt sich beliebig oft wiederholen.

Das Subtrahieren funktioniert wie das Trennen, es bleibt aber nur ein Körper übrig, der andere ist sozusagen "Abfall"

Das ist noch relativ einfach, ich werde weitere Beispiele mit "Booleschen Operationen" vorstellen.

Gruß Ernst

 

[ErnstV]

Das Trennen und Addieren kann man jederzeit rückgängig machen und neu definieren. So habe ich mir überlegt, das Höhenleitwerk für den Transport abnehmbar zu machen. Dazu habe ich alle Additionen und Tennungen gelöscht. Jetzt ist alles wieder ein einziger Entwurfskörper.

Nun habe ich das Höhenleitwerk vom Rumpf getrennt. Das ist nur ein Mausklick, der Rumpf sieht aber nicht gut aus, so würde ich das nicht herstellen.

Deshalb habe ich eine kleine Trennfläche gemacht.

Nach der neuen Trennung hängt nun ein "Stück Rumpf" am Höhenleitwerk. So wäre das vielleicht günstiger zu montieren. (Dübel/Schraube). In dem "Mittelteil" könnte man außerdem ein Servo unterbringen.

Das soll nur ein Beispiel für Boolesche Operationen sein und zeigen, daß Konstruktionsänderungen jederzeit und sehr einfach möglich sind., ohne die Grundstruktur des Fliegers zu verändern.

Auch ein vertikal geteiltes Leitwerk zum Stecken wäre denkbar und schnell gemacht. Die bewegliche Flosse wäre dann auch geteilt und mit Steckelementen verbunden.

Gruß Ernst

 

[ErnstV]

Das ganze Flugzeug wurde als ja Flächenmodell kontruiert, weil das mit Volumenkörperen kaum möglich ist.

Zum Heraustrennen von Komponenten (Ruder, Hauben...) eignet sich das Flächenmodell aber nicht. Das Flächenmodell ist nur eine leere Hülle.
So würden beim Trennen nur Schnittkanten, aber keine Schnittflächen entstehen, das Ergebnis wäre kein Volumen, sondern eine durchlöcherte Hülle.

deshalb die Umwandlung zum Volumenkörper. SE macht das automatisch, sobald das Flächenmodell geschlossen ist. Hier im Schnitt sieht man, dass es sich um einen Vollkörper handelt.

Nun kann man wieder trennen. Die Motorhaube ist jetzt auch ein massiver Körper.

daraus kann man nun eine Schale machen. Das ist keine leere Fläche sondern ein "Dünnwandkörper" mit einer definierten Materialstärke. Das Teil lässt sich unabhängig bearbeiten und mit weiteren Details versehen.

Der Rumpf ist vorerst noch massiv, er wird später weiterverarbeitet.

Die weiteren Aktionen hängen natürlich von der Bauweise ab. Eine Holzkonstruktion braucht andere Komponenten, als GFK-Formenbau oder 3D- Druck.

Aber auch das lässt sich zu größten Teil mit Booleschen Operationen machen. Man braucht diese Teile nicht separat konstruieren / zeichnen.

Gruß Ernst

 

[ErnstV]

Viele Teile kann man aus dem Gesamtvolumen heraustrennen. Es gibt aber auch Teile, die man nachträglich dazu konstruieren muss, z.B. das Fahrwerk.

Es empfiehlt sich, das in ener Baugruppe zu machen. So kann man die die Teile abwechselnd und separat bearbeiten, sie sind aber miteinander verknüpft, so dass Änderungen der Gesamtkonstruktion leicht möglich sind.

Das Original ist in Ganzmetallbauweise erstellt. Im Modell bietet es sich an, die Tragflächen mit Steckrohren zu verbinden. Bei diesem Flieger klappt das Hauptfahrwerk leicht nach hinten ein. So bilden die Fahrwerkschächte vorne eine gerade LInie, so dass das Steckrohr gut platziert werden kann.

Die Anlenkung ist aus Platzgrüden etwas schwierig. Ich habe folgendes überlegt. Zwei kleinere Pneumatikzylinder würden in den Schacht hinenpassen. Man kann die Bewegung simulieren, um die Längen und Aufhängpunkte zu ermitteln.

Noch hat es keine gute Verriegelung, denkbar wären Kniehebel oder Kulissenführung, aber da wird es halt eng, weil ja alles im Flächenprofil untergebracht werden muss. Beim Bugfahrwerk ist genug Platz im Rumpf.

Mal sehen, vielleicht fällt mir noch etwas ein.

Gruß Ernst

 

[ErnstV]

So, jetzt habe ich das Fahrwerk-Provisorium überarbeitet. So ähnlich könnte es gehen. Durch die Kulissenführung verriegelt es in beiden Endlagen.
Da musste ich ganz schön fummeln, um alles kompakt unterzubringen. Die Feinheiten sind noch nicht ausgearbeitet. Das Fahrwerk verschwindet nicht ganz im Rumpf, das ist auch Original so.
Gruß Ernst

 

[ErnstV]

Update,
wenn man einmal dran ist, kann man nicht mehr aufhören, CAD macht süchtig.
So habe ich weitergemacht, und alles noch einmal überarbeitet und in weitere Einzelteile zerlegt. Das Ganze ist jetzt eine dynamische Baugruppe. Die einzelnen Komponenten sind nach Baugruppenbeziehungen montiert, d.h. alle Bewegungen lassen sich, wie in echt simulieren.

Auf eine detailierte Beschreibung verzichte ich, das würde den Rahmen hier sprengen und vermutlich kaum jemand interessieren.

Der nächste Schritt wäre nun, sich mit dem Innenleben zu befassen und z.B. einen Holzbausatz zu erstellen. Dabei werden die Komponenten immer weiter mit booleschen Operationen in Einzelteile zerlegt und gegebenenfalls mit neuen Teilen ergänzt. Diese Methode könnte man auch als "Rückwärtskonstruieren" bezeichnen, also von der Gesamtform zum Detail.

Hier ein paar Bilder.

Gruß Ernst