CAD / CAE

• Master Mechatronik

https://moodle.hs-bochum.de/course/view.php?id=7501

• Die Lehrveranstaltung CAD/CAE vermittelt Methoden und Werkzeuge der virtuellen Produktentwicklung mit einem besonderen Schwerpunkt auf dem Zusammenspiel von Konstruktion und Simulation. Im Mittelpunkt steht nicht die isolierte Anwendung einzelner Softwarefunktionen, sondern die Frage, wie digitale Produktmodelle aufgebaut, für unterschiedliche Analysen genutzt und auf Grundlage der Simulationsergebnisse konstruktiv weiterentwickelt werden können.
• In der Vorlesung werden zunächst Grundlagen der digitalen Produktentwicklung, der parametrischen CAD-Modellierung, der Baugruppen- und Freiformflächenmodellierung sowie des Datenaustauschs behandelt. Darauf aufbauend werden unterschiedliche Simulations- und Bewertungsmethoden eingeführt, darunter Kinematik, Finite-Elemente-Analyse und Topologieoptimierung. Weitere Themen wie die Rückführung von Simulationsergebnissen in CAD, Generatives Design, Trade-off-Studien und feldbasierte Modellierungsansätze erweitern diesen klassischen CAD/CAE-Prozess. Ein durchgängiger Schwerpunkt liegt auf den Wechselwirkungen zwischen Geometriemodell, Simulationsmodell und Berechnungsergebnis. 
• Im Praktikum wird diese Verbindung anhand konkreter Konstruktionsaufgaben umgesetzt. Die Studierenden erstellen und verändern CAD-Modelle, führen unterschiedliche Simulationen durch, interpretieren die Ergebnisse und übertragen die gewonnenen Erkenntnisse wieder in die Konstruktion. Dadurch entsteht ein iterativer CAD–CAE-Prozess, bei dem Konstruktion und Simulation nicht als getrennte Arbeitsschritte, sondern als wiederkehrende Schleife der Produktentwicklung verstanden werden. Genau diese Rückkopplung findet sich auch im Vorlesungsablauf der FE-Analyse wieder. 
• Die Veranstaltung ist bewusst anwendungsorientiert aufgebaut. Im Vordergrund steht die Fähigkeit, für eine konkrete konstruktive Fragestellung geeignete Modellierungs- und Simulationsmethoden auszuwählen, Modelle sinnvoll zu vereinfachen und Ergebnisse kritisch zu bewerten. Dabei wird auch thematisiert, welche Informationen beim Übergang zwischen CAD und CAE erhalten bleiben, wo Modellvereinfachungen erforderlich sind und welche Fehler durch ungeeignete Modelle oder eine falsche Interpretation der Simulation entstehen können.