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Freiformflächen in der rechnerunterstützten Karosseriekonstruktion und im Industriedesign - Grundlagen und Anwendungen
Vorwort
5
Inhaltsverzeichnis
9
Teil I Von 2D-Zeichnungen zum CA-Design-Modell
15
1 Designkontext
16
1.1 Einführung
16
1.2 Manueller Weg von der Skizze zum Designmodell
17
1.3 Perspektive in der Historie – Motivation für Designer
23
1.4 Begriffe zur Perspektive in der CAD-Welt
36
1.5 CAD-Hilfsmittel Hüllbox
39
1.6 Einpassen von Hintergrundbildern
42
1.7 Rekonstruktion von Geometrieelementen aus perspektivischen Skizzen
42
1.8 Erweiterung der Hüllbox zum Schablonenkorb
50
1.9 Aufbau eines Designrohlings aus Hintergrundbildern mittels CAD
50
1.10 Zusammenfassung
52
Literaturverzeichnis
54
2 Geometrische Grundlagen
56
2.1 Zentralprojektion
56
2.2 Hilfsmittel aus der Projektiven Geometrie
61
2.3 Entzerrung mit Hilfe eines CAD-Systems
98
2.4 Zusammenfassung
102
3 Beispiel eines Rohlingsaufbaus aus Designskizzen
104
3.1 Definition von charakteristischen Kurven
105
3.2 Erzeugen der mittenübergreifenden Patches
106
3.3 Erzeugen der Gürtellinie
108
3.4 Aufbau der Seiten.äche
109
3.5 Aufbau der Pro.l.äche für die obere Fahrgastzelle
110
3.6 Komplettierung des Rohlings ohne Radwülste
116
3.7 Aufsetzen einer Radwulst
118
3.8 Zusammenfassung
123
Teil II CAD-Flächenmodellierungstechniken
124
4 Grundlagen und Übersichten zu CAD-Flächenmodellierungstechniken
125
4.1 Stellung der Freiform.ächen in der Prozesskette Karosseriebau
125
4.2 Mathematische Grundlagen für Designer und Konstrukteure
127
4.3 Einführung in die Flächenmodellierung
138
4.4 Zusammenfassung
145
Literaturverzeichnis
146
5 CAD-Werkzeuge und -Methoden zur Ober.ächenmodellierung
148
5.1 Klassische Arbeitsweise
148
5.2 Verweis auf Referenzhandbuch des CAD-Systems
155
5.3 Kniffe und Tricks beim Straken
156
5.4 Zusammenfassung
159
Literaturverzeichnis
161
6 Ablauf der Konstruktion eines Karosseriekörpers
162
6.1 Begriffe
162
6.2 Beispiel Seiten.ächen
164
6.3 Dach-, Front- und Heck-Flächenstrukturen
185
6.4 Visualisierung des Gesamtkörpers
186
6.5 Zusammenfassung
190
Literaturverzeichnis
191
7 Glossar
192
A Verfahren der Perspektiven Geometrie
197
A.1 Verwendete manuelle Verfahren
197
A.2 Anwendung der Perspektiven Kollineation in der Architektur
198
A.3 Legende zur Perspektiven Kollineation
198
B Rechnerprotokolle
202
B.1 Anwendung des Doppelverhältnisses zur Augpunktbestimmung
202
C Einführung in die Benutzeroberfläche des CAD- Systems
203
C.1 Rahmen der Benutzerober.äche
203
C.2 Geometriefunktionen
203
C.3 Auswahl/Selektion von Geometrieelementen als Inputdaten oder zwecks Modi . kation
208
C.4 Servicefunktionen
209
C.5 Sonderfunktionen
218
C.6 Verabredung einer Kurzschreibweise/Fachsprache als Bedienungshilfe
219
D Beispiel 2D3D, CAD-Bedienungshinweise
220
D.1 Snapshotprotokolle mit Parametereinstellungen in den Menüs
220
E Bézierkurven
230
E.1 Bézierpolygon – Eigenschaften, Aussage und Steuerungsmöglichkeit
230
E.2 Bernsteinpolynome als Mischungsfunktionen
231
E.3 Ableitungen einer Bézierkurve
233
F B-Spline-Kurven
235
F.1 Zusammenwirken von Kontrollpunkten und B- Spline- Basisfunktionen
235
F.2 Numerische Ermittlung mit Hilfe des Algorithmus von „ de Boor
237
G Vergleich der Kurventypen Bézier und B-Spline
243
H Steuerungs- und Kontrollmöglichkeiten bei Kurven und Flächen im CAD- System
245
H.1 Steuerung durch Kurvenkontrollpunkte
245
H.2 Übergänge zwischen zwei Kurvensegmenten mit Kontrolle durch Krümmungsbilder
246
H.3 Übergänge zwischen zwei Patches mit Kontrolle durch Highlights
248
I Tensorprodukt-Flächen im CAD-System
252
I.1 Tensorprodukt-Bézier-Patches
252
J Konversion von Flächen im CAD-System
259
K Komplexübung Conceptional Design
260
K.1 Kurven aus Rohdaten
260
K.2 Pro.l.äche aus Kurven
262
K.3 Tonnen.äche aus Rohdaten
265
K.4 Projektion einer Begrenzungskurve auf die Seiten . äche/ Tonne
267
K.5 Anschluss der Dach.äche an die Tonnen.äche
268
K.6 Facen der Tonnen.äche an den Begrenzungskurven
269
K.7 Modellieren der Windschutzscheibe
269
K.8 Blend.ächen
277
L Kniffe und Tricks, praktiziert im CAD-System
278
L.1 Kreisbogensegmente in Hilfsebenen
278
L.2 Feinjustieren am Kontroll-Polygon mit Deltawert
282
L.3 Feinjustieren am Kontroll-Polygon bzw. am - Punktnetz mittels Tangentenhebel (Wippe)
284
L.4 Manuelles Extrahieren von Knickkanten aus Punktwolken bzw. Facettenmodellen
286
L.5 Mittensymmetrie aus zwei Scanhälften
287
L.6 Erleichterungen durch „ Uni.ed Modelling
290
Abbildungsverzeichnis
297
Tabellenverzeichnis
311
Sachverzeichnis
312
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