Software: FEM - Tutorial
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1 Software: FEM - Tutorial Aus OptiYummy ↑ weitere FEM-Systeme für die Lehre ←→ Praktische Einführung in die Finite Element Methode (FEM) Autor: Dr.-Ing. Alfred Kamusella In dem Maße, in dem eine Technologie allgegenwärtig wird, wird sie auch unsichtbar. Das Maß für den Erfolg einer Technologie besteht darin, wie unsichtbar sie wird. - frei nach Kevin Kelly in "NetEconomy" Ausgereifte FEM-Systeme nutzen im Normalfall eine Scriptsprache zum Aufbau der Finite-Element-Modelle, zur Konfiguration des Solvers und zur Steuerung der Experimente. Im Rahmen dieser Scriptsprache ist es meist möglich, Daten aus einer Input-Datei zu lesen und in eine Output-Datei zu schreiben. Es lässt sich wahrscheinlich immer eine Möglichkeit finden, ein Finite-Element-Programm im "Batch-Modus" abzuarbeiten. D.h., man kann es mit den Mitteln des Betriebssystems aufrufen und zur Abarbeitung eines Scripts veranlassen. Am Beispiel konkreter FEM-Systeme werden in diesem Tutorial folgende Problemkreise behandelt: ◾ ◾ ◾ ◾ ◾ Methodik zum Aufbau parametrisierter Finite-Element-Modelle, Aspekte der Behandlung unzulässiger Parameter-Kombinationen, Einbindung des FE-Programms in einen Experiment-Workflow, Gewinnung von Übertragungsfunktionen als Ersatzmodelle für die Systemsimulation, Möglichkeiten und Grenzen der Parallelisierung der Modellberechnung. A. Präludium ◾ Einleitung ◾ Zielstellung der Übungen ◾ Verwendete Software: ◾ FEMM-Installation ◾ Autodesk Inventor (Installation und Benutzer-Oberfläche) ◾ "Literatur"-Empfehlung: CADFEM-WikiPlus (Grundlagen zur FEM) B. Übungsbausteine 1. 2. 3. 4. 5. 6. FEM-Prozess (Beispiel 2D-Mechanik) 3D-Mechanik (Solid-Modelle) Elektrostatisches Feld Elektrisches Flussfeld Gekoppelte Feldprobleme (Wärme-Mechanik) Magnetfeldberechnung C. Materialdaten Archiv: - Übungen (Stand 2013) mit der FEMAP-Demoversion - Beispiele mit dem FEMM-Programm ←→ Von „http://www.optiyummy.de/index.php?title=Software:_FEM_-_Tutorial&oldid=17677“ Software: FEM - Tutorial – OptiYummy 28.03.2017 1 Software: FEM - Tutorial - Einleitung Aus OptiYummy ↑ ←→ Bild: Original und Finite-Element-Modell (Details von Zahnriemen und -scheibe) Quelle: www.ifte.de Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist ein numerisches Verfahren zur näherungsweisen Lösung von partiellen Differentialgleichungen mit Randbedingungen. Die Lösungen dieser partiellen Differentialgleichungen beschreiben die räumliche und auch zeitliche Verteilung der zugehörigen physikalischen Größen in einem betrachteten Raumgebiet. Man erhält im Ergebnis für das Innere eines räumlichen Objektes z.B.: ◾ ◾ ◾ ◾ mechanische Spannungen und Verformungen Drücke und Strömungen Temperaturen Verläufe elektrischer und magnetischer Felder Damit kann man sowohl die Belastung des betrachteten Objekts als auch seine Wirkung auf die Umgebung berechnen. Deshalb ist die praktische Anwendung dieser Methode für Konstrukteure sehr interessant, wenn da nicht die Hürden der Mathematik wären! Leider führt fast jede Einführung zur FEM unweigerlich über die grundlegenden Vektordifferentialgleichungen und über die Verfahren ihrer numerischen Lösung. Das kann den Einsteiger schon etwas abschrecken! FEM-Simulationen in CAD-Umgebungen Zum Glück gehört die FEM zu den erfolgreichen Technologien. Wer heutzutage mit einem modernen CAD-System arbeitet, wird früher oder später die FEM nutzen, ohne etwas von FEM auf der Bedienoberfläche zu sehen. Sie verbirgt sich dabei z.B. unter dem Begriff "Belastungsanalyse" und bietet dem Konstrukteur nur die ihm geläufigen Fachbegriffe zur Konfiguration des "Belastungsexperiments", zur Durchführung der Simulation und zur Aufbereitung der Simulationsergebnisse. Die Möglichkeiten solcher FEM-Simulationen innerhalb von CAD-Systemen sind im Vergleich zu FEM-Systemen zur Zeit noch begrenzt: ◾ ◾ ◾ ◾ ◾ Nur für lineare Probleme, d.h. mit konstanten Materialkennwerten. Strukturmechanik, teilweise in Wechselwirkung mit Temperaturfeldern. Häufig schon Strömungsmechanik, zugeschnitten auf Spritzguss-Probleme. Kaum Möglichkeiten zur Nutzung unterschiedlicher Finite-Element-Typen. Die Generierung des FE-Modells aus dem CAD-Modell erfolgt automatisiert. Die Berechnungsgenauigkeit kann dabei durch Parameter für die globale und lokale Vernetzungsdichte beeinflusst werden. In modernen CAD-Systemen ist die FEM für den Nichtspezialisten bereits soweit aufbereitet, dass er damit viele seiner alltäglichen Dimensionierungsprobleme weitestgehend lösen kann. Software: FEM - Tutorial - Einleitung – OptiYummy 28.03.2017 2 "Nichtspezialist" für FEM bedeutet jedoch auch dann nicht, keinerlei Wissen über die Grundprinzipien und Fehlermöglichkeiten der FEM-Simulation besitzen zu müssen. Erforderlich sind folgende Grundkenntnisse: ◾ ◾ ◾ ◾ ◾ Ist ein linearer Ansatz im Sinne der erforderlichen Genauigkeit überhaupt zulässig? Sind die Vereinfachungen bei der Definition der Randbedingungen (Lager, Kräfte usw.) zulässig? Welche geometrischen Details des CAD-Modells sind kritisch in Hinblick auf die Bildung eines FE-Modells? Welche Auswirkungen haben die Möglichkeiten zur FEM-Konfiguration? Welche Probleme existieren bei der Darstellung und Interpretation der Simulationsergebnisse? Fehlt dieses erforderliche Grundwissen, so ist die Gefahr einer Fehlinterpretation der erhaltenen Ergebnisse sehr groß. Z.B. lässt sich die Richtigkeit der berechneten Belastungen und Verformungen komplexer Bauteile nur mit "gesundem Menschverstand" im Detail nicht immer überprüfen. Simulationen in FEM-Systemen In absehbarer Zukunft wird es immer FEM-Probleme geben, welche man mit den in CAD-Systemen "versteckten" FEM-Tools nicht lösen kann. Ein repräsentatives Beispiel sind die Belastungen von Zahnriemen unter verschiedensten Betriebsbedingungen: ◾ Die Materialeigenschaften des Zahnriemens sind Belastungs- und Richtungsabhängig. Es handelt sich deshalb um ein nichtlineares Problem. ◾ Die Randbedingungen (Eingriff der Zähne des Riemens in die Scheibe) sind abhängig von der RiemenVerformung und dem Drehwinkel der Scheibe. Normale Lagerstellen können diese Abhängigkeiten nicht abbilden. ◾ Der im Riemen-Elastomer eingebettete Zugstrang erfordert spezielle Maßnahmen bei der Bildung des FEModells. ◾ Die Simulation der Getriebe-Bewegung erfordert eine Vielzahl einzelner FE-Simulationen mit schrittweise verändertem Drehwinkel der Riemenscheibe. ◾ ... und viele Probleme mehr! In solchen Fällen hilft nur der Übergang vom CAD-System zu einem ausgereiftem FEM-System. Anstatt des CADModells mit Geometrie- und Materialeigenschaften arbeitet man im FEM-Programm mit einem 2D- oder 3D-Netz Finiter Elemente. Neben der Bedienung des FEM-Systems sind nun umfangreichere Kenntnisse zur Methode der Finiten Elemente erforderlich: Bild: FEMAP mit NX-NASTRAN Quelle: Siemens PLM Software ◾ Welche Modell-Elemente sind für das konkrete Problem geeignet? Software: FEM - Tutorial - Einleitung – OptiYummy 28.03.2017 3 ◾ Welche Vereinfachungen der Geometrie sind erforderlich bzw. zulässig, um dass Problem überhaupt mit der FEM behandeln zu können? ◾ Wie sind die Randbedingungen definierbar? ◾ Wie ist das FE-Netz aufzubauen, damit in möglichst kurzer Zeit hinreichend genaue Ergebnisse berechnet werden? ◾ Wie ist mit der gleichen Zielstellung der Gleichungslöser zu konfigurieren? ◾ ... Obwohl alle FEM-Systeme letztendlich mit einem FE-Netz arbeiten, bieten sie dem Anwender unterschiedlichste Benutzer-Oberflächen: ◾ Je universeller die Möglichkeiten eines FEM-Systems sind, desto stärker orientiert sich die Funktionalität an der Bearbeitung von FE-Netzen (Editieren von Knoten, Elementen, Subnetzen). ◾ Je spezialisierter ein FEM-System in Hinblick auf die physikalischen Domänen oder den Benutzerkreis ist, desto mehr orientiert sich die Funktionalität am Anwendungsbereich bzw. an der Benutzergruppe (Editieren von Geometrie, Benutzung fachspezifischer Begriffe, Tendenz zum automatisierten Vernetzen). Wer mit FEM-Systemen simuliert, sollte über das erforderliche Erfahrungswissen in einer möglichst allgemeinen Form verfügen. Die Grundlage dafür bietet der verallgemeinerte FEM-Prozess auf Basis des FE-Netzes. Dann existieren erfahrungsgemäß auch kaum Probleme bei der Einarbeitung in ein neues FEM-System. Entwicklung eigener Element-Typen FEM-Systeme stellen Bibliotheken von Element-Typen für die FE-Netze bereit. Diese Element-Typen entstanden im Verlaufe von Jahren auf Grund unterschiedlichster Anforderungen der Nutzer (2D/3D-Probleme, Axialsymmetrische Probleme, diverse Belastungsfälle der Strukturmechanik usw.). Neue Element-Typen benötigt man nur, wenn man ein neues Feldproblem bearbeitet, für das im FEM-System noch keine Element-Typen existieren. Dies könnte erforderlich sein, wenn man z.B. in Nanostrukturen mit ihren Quanteneffekten vorstößt. Erst dann benötigt man dafür die gesamte Theorie, die man in den so genannten Einführungen zur FEM erhält. Die numerische Umsetzung der theoretischen Grundlagen erfordert Tage- bis Monatelanges Programmieren, bis ein neuer Element-Typ funktioniert. Der normale FEM-Nutzer wird mit diesen anspruchsvollen Aufgaben kaum konfrontiert werden. Solche Entwicklungen bleiben Spezialisten vorbehalten, die sowohl über das nötige theoretische Rüstzeug als auch über tiefgründige Erfahrungen im Umgang mit FEM-Systemen verfügen müssen. ←→ Von „http://www.optiyummy.de/index.php?title=Software:_FEM_-_Tutorial_-_Einleitung&oldid=17660“ ◾ Software: FEM - Tutorial - Einleitung – OptiYummy 28.03.2017 1 Software: FEM - Tutorial - Zielstellung Aus OptiYummy ↑ ←→ Zielstellung der Übungen In der vorangestellten kurzen Einleitung wurde angedeutet, über welche Kenntnisse ein FEM-Anwender verfügen sollte. Das ist davon abhängig, auf welchem Niveau er die FEM nutzt: 1. FEM-Simulationen in CAD-Umgebungen 2. Simulationen in FEM-Systemen 3. Entwicklung eigener Element-Typen Nach dem Durcharbeiten der folgenden Übungsaufgaben hat man noch nicht das erforderliche Wissen, um eigene Element-Typen für FEM-Systeme zu entwickeln! Ziel ist vielmehr die Vermittlung eines grundlegenden Verständnisses für die qualitativen Zusammenhänge bei der Anwendung der FEM. Das ermöglicht dem Nutzer: ◾ den schnellen Einstieg in die praktische Anwendung der FEM unter den verschiedenen Umgebungsbedingungen; ◾ die kompetente Wertung der Modell-Ansätze und der Simulationsergebnisse; ◾ einen sinnvollen Einstieg in die theoretischen Grundlagen der FEM und ihrer numerischen Umsetzung. Vorausgesetzt wird dabei ein grundlegendes Verständnis für die mit der FEM behandelten physikalischen Domänen (Mechanik, Wärme, elektrische und magnetische Felder). Dafür reicht zur Not schon das Schulwissen, eine gewisse Vertiefung durch das Grundstudium in den Ingenieurwissenschaften ist jedoch von Vorteil. In Hinblick auf die probabilistische Simulation und Optimierung bestehen die Ziele der Übungen in der Vermittlung einer Methodik für 1. die Parametrisierung von FE-Modellen durch die Nutzung von Script-Sprachen. 2. die Einbindung von FE-Modellen in die System-Simulation auf der Basis von Ersatzmodellen. ←→ Von „http://www.optiyummy.de/index.php?title=Software:_FEM_-_Tutorial_-_Zielstellung&oldid=5923“ ◾ Software: FEM - Tutorial - Zielstellung – OptiYummy 28.03.2017 1 Software: FEM - Tutorial - Software Aus OptiYummy ↑ ←→ Verwendete Software Bei der Auswahl der für die Übung genutzten Software wurden folgende Aspekte berücksichtigt: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Transparenz der FEM-Prozesses für den Nutzer. FEM-Fachsprach-Niveau für die Begriffe auf der Benutzeroberfläche. Reproduzierbarkeit der typischen Fehlermöglichkeiten bei der FEM-Anwendung. Kopplung von CAD- und FEM-Modell innerhalb einer CAD-Umgebung. Einbindung der FEM-Simulation in eine Analyse- und Optimierungsumgebung sollte möglich sein. Beschaffung und Nutzung der Software von allen Interessenten ohne großen zeitlichen und finanziellen Aufwand. Die Wahl fiel nach einigen Recherchen auf eine CAD-Suite, ein 2D-FEM-Programm sowie ein Analyse- und Optimierungstool. Dieser Umfang gewährleistet eine praxisrelevante Einführung in die vielen Facetten der FEMAnwendung. Autodesk Inventor: ◾ Das CAD-System Autodesk Inventor stellt eine direkte Schnittstelle zum FEM-Programm Autodesk Simulation Mechanical bereit. So können auf Basis der erstellten CAD-Modelle nicht nur einfache Belastungsanalysen, sondern auch anspruchsvolle Finite Elemente Simulationen durchgeführt werden. ◾ Seit einigen Jahren bemüht sich Autodesk mit großem Aufwand um einen engen Kontakt zum Ingenieurnachwuchs. Schüler und Studenten können kostenlos auf eine breite Produktpalette zugreifen, die auch Autodesk Simulation Mechanical in der jeweils aktuellen Version umfasst. Voraussetzung ist eine Registrierung beim Internetportal www.students.autodesk.de. ◾ Die für die Erstellung der CAD-Modelle mit Autodesk Inventor erforderlichen Bearbeitungsschritte werden im Rahmen des FEM-Tutorials detailliert beschrieben. Vorkenntnisse zu diesem CAD-System sind hierfür nicht erforderlich. ◾ Die verwendete Inventor-Version darf nicht neuer sein, als die Version von Simulation Mechanical! Autodesk Simulation Mechanical: ◾ Neueste Produkt-Info: ◾ Kurz vor Beginn der Lehrveranstaltung FEM im Sommersemester 2017 stellte es sich heraus, dass Autodesk den Vertrieb von Simulation Mechanical am 21. März 2017 eingestellt hat. ◾ Die Software ist auch für bereits registrierte Autodesk-Education-Nutzer im Download-Bereich nicht mehr zu finden. Die Software wird jedoch noch bis 2019 von Autodesk mit Hotfixes gepflegt. ◾ Teilnehmer der Lehrveranstaltung erhalten eine Education-Lizenz für die private Installation von Simulation Mechanical vom Betreuer! ◾ Ab Sommersemester 2018 wird das FEM-Tutorial voraussichtlich auf die Software Autodesk NastranIn-CAD umgestellt. ◾ Betriebssystem-Hinweis: ◾ Seit der Version Autodesk Simulation Mechanical 2015 existiert diese Software nur noch in der 64Bit-Version. D.h., diese Version läuft nur unter Windows 64-Bit! ◾ Besitzt man nur ein 32-Bit-Window, so ist es noch möglich, die Übungen mit den 2014-er Versionen von Autodesk Inventor und Simulation Mechanical zu bearbeiten. ◾ Die Installation und Inbetriebnahme von Autodesk Simulation Mechanical entspricht der von Autodesk Inventor, wie dies im OptiYummy-CAD-Tutorial beschrieben ist. Software: FEM - Tutorial - Software – OptiYummy 28.03.2017 2 ◾ Grafikkarten-Hinweis: ◾ Standardmäßig wird für die Darstellung der Ergebnisse in Form von Farbverläufen auf dem FEM-Netz eine Grafikkarte vorausgesetzt, welche OpenGL zur "Hardwarebeschleunigung" unterstützt. Ansonsten erscheint kein Farbverlauf auf dem Bauteil. ◾ Wird ein Intel Core Prozessor mit integrierter HD Graphic 3000/4000 benutzt, ist die Hardwarebeschleunigung zwar im Programms aktiviert, kann aber mangels Unterstützung durch die "echte" Hardware nicht ausgeführt werden (d.h., es werden keine farbigen Konturdarstellungen abgebildet). ◾ Die Grafik-Konfiguration erreicht man in der Multifunktionsleiste des Programms unter Extras > Anwendungsoptionen > Grafiken > Hardware. Leider ist das Kästchen zum Deaktivieren der "OpenGL Hardware-Beschleunigung" grau (=nicht bedienbar). ◾ Problem-Lösung: Man muss Autodesk Simulation Mechanical einmalig als Administrator ausführen (rechte Maus auf Desktop-Icon > Kontextmenü > Als Administrator ausführen), unabhängig davon, ob man als Nutzer bereits über Admin-Rechte verfügt! Dann kann man obige beschriebene OpenGL HardwareBeschleunigung deaktivieren und die Anzeige der farbigen Ergebnis-Konturen funktioniert. ◾ Speicherbedarf-Hinweis: ◾ Für die innerhalb der Übungen mit diesem Programm erstellten FEM-Modelle liegt der Speicherbedarf auf der Festplatte teilweise im Gigabyte-Bereich! ◾ Teilnehmer der Lehrveranstaltung "Praktische Einführung in die FEM" können diese Dateien nicht mehr in ihrem Home-Verzeichnis auf dem Server des PC-Pools ablegen: ◾ Während der Übungen ist ein temporärer Ordner auf der lokalen Arbeitsplatte E: zu verwenden. ◾ Für den Datentransport wird ein USB-Datenträger empfohlen. ◾ Zusätzlich wird Netzwerk-Speicher benötigt, über den auch die Abgabe der Lösungsdateien beim Betreuer erfolgt. ◾ Während der Bearbeitung eines Übungskomplexes kann der Netzwerkspeicher als BackupMedium dienen, um Datenverluste zu vermeiden. FEMM_4.2: ◾ Es handelt sich um ein FEM-Programm zur Berechnung von 2D- und axialsymmetrischen Problemen: ◾ niederfrequente magnetische Felder ◾ elektrostatische Felder ◾ elektrische Flussprobleme ◾ Wärmeleitungsprobleme. ◾ Dieses FEM-System wurde von David Meeker entwickelt. ◾ Neben den numerischen Qualitäten dieses Programms spricht auch der "Freeware"-Status für den Einsatz zu Lehrzwecken. Es kann kostenlos unter www.femm.info/wiki/HomePage geladen und als Vollversion genutzt werden. ◾ Da es sich hierbei um ein "spezialisiertes" FEM-Programm handelt, tritt der allgemeine FEM-Prozess nicht mehr so deutlich in den Vordergrund. So erhält man also bereits im Rahmen dieser Übungen einen Eindruck von unterschiedlichen Benutzeroberflächen. OptiY (Analyse- und Optimierung): ◾ Ab der Version 4 von OptiY gibt es die im Funktionsumfang eingeschränkte, kostenlose Studenten-Edition als Download leider nicht mehr. Diese Edition wurde missbräuchlich in breitem Maße entgegen den Lizenzbestimmungen kommerziell genutzt, so dass sich der Entwickler zu diesem Schritt gezwungen sah. ◾ Es ist jedoch weiterhin möglich, eine Trial-Version mit stark eingeschränktem Funktionsumfang beim Hersteller herunterzuladen. Damit sollte es allen Interessenten möglich sein, die Übungsbausteine dieses FEM-Tutorials im Wesentlichen zu bearbeiten. Es funktioniert jedoch nicht der Gaussprozess für die Gewinnung von Ersatzfunktionen auf Basis von FEM-Modellen. Teilnehmer der Lehrveranstaltung "Praktische Einführung in die FEM" erhalten dafür eine spezielle OptiY-Studentenlizenz. Software: FEM - Tutorial - Software – OptiYummy 28.03.2017 1 Software: FEM - Tutorial - FEMM-Installation Aus OptiYummy ↑ ←→ FEMM 4.2 - Installation (Download der Software) Für die Teilnehmer der Lehrveranstaltung ist diese Software natürlich schon im PC-Kabinett installiert. Für den privaten Gebrauch muss man sich die Software als sich selbst-installierende .EXE-Datei laden und starten: ◾ Man wählt entsprechend des benutzten Betriebssystems die 32- oder 64-Bit-Version der Installationsdatei. Die 32-Bit-Version läuft auch unter Windows 64-Bit. ◾ Nach Akzeptieren der Lizenz-Bedingungen kann man das Programm im angebotenen Standard-Ordner installieren. ◾ Wichtig: Die Frage "Do you want to install FEMM with Mathematica support?" muss man mit "Nein" beantworten. Ansonsten wird bei jedem FEMM-Start versucht, die Mathematica-Schnittstelle ML32I2.dll zu laden. Diese DLL existiert nur, wenn auf dem PC das Mathematica-Programm installiert ist. ◾ Ohne Neustart des Computers kann man das FEMM-Programm nach der Installation sofort nutzen. ◾ Wichtig: Beim ersten Mal muss man FEMM als Administrator ausführen, damit das COM-Interface korrekt initialisiert wird! ◾ Wenn man nach dem Start von FEMM die Arbeit mit einer neuen Datei (File - New) beginnen möchte, muss man sich zuerst für die Art des Problems entscheiden: Software: FEM - Tutorial - FEMM-Installation – OptiYummy 28.03.2017 2 ◾ Mit den Details dieser Benutzer-Oberfläche beschäftigen wir uns erst bei den entsprechenden FEM-Übungen. ←→ Von „http://www.optiyummy.de/index.php?title=Software:_FEM_-_Tutorial_-_FEMM-Installation&oldid=14940“ ◾ Software: FEM - Tutorial - FEMM-Installation – OptiYummy 28.03.2017 1 Software: CAD - Tutorial - Inventor Aus OptiYummy ↑ Download und Installation von Autodesk Inventor Professional Leider wird man insbesondere in der CAD-Ausbildung immer wieder mit der Frage konfrontiert, warum man ausgerechnet das Programm X benutzt, wo doch "überall" das Programm Y im Einsatz ist. Kaum ein Mensch käme auf die Idee, die gleiche Frage in Hinblick auf die in der Fahrschule verwendete Automarke zu stellen! Die Liste verfügbarer CAD-Systeme ist lang und sicher immer unvollständig. Im Rahmen der studentischen Ausbildung wurden folgende Randbedingungen zum Herausfiltern eines geeigneten CAD-Programms angewandt. Dabei spielte auch der Aspekt einer breitenwirksamen Nutzbarkeit der Übungsunterlagen eine Rolle: 1. 2. 3. 4. 5. Freie Verfügbarkeit für Studenten, Schüler u.a. Interessenten über einen hinreichend langen Zeitraum Parametrische 3D-Körpermodelle (Geometrie, Material, Abhängigkeiten) Vertreter des Mainstreams moderner CAD-Modellierungstechnologie Schnittstellen zum Daten- und Modellaustausch Schneller Einstieg für Anfänger Damit reduzierte sich das Spektrum nutzbarer CAD-Programme schon beträchtlich. Die langjährige Erfahrung in der Ausbildung zeigte, dass Autodesk Inventor bisher eine gute Wahl war. Es besitzt alles, was ein modernes CAD-"Fahrzeug" besitzen muss. Und so fällt auch der eventuell erforderliche Umstieg auf ein anderes modernes CAD-System nicht viel schwerer, als der Umstieg auf eine andere Auto-Marke. Software und Installation Seit einigen Jahren bemüht sich Autodesk mit großem Aufwand um einen engen Kontakt zum Ingenieurnachwuchs. Schüler und Studenten können kostenlos auf eine breite Produktpalette zugreifen, die auch Autodesk Inventor Professional in der jeweils aktuellen Version umfasst. Voraussetzung ist eine Registrierung beim Internetportal www.autodesk.com/education/home: ◾ Das Anlegen eines Accounts bzw. die Anmeldung kann man nach dem Ansteuern der Download-Seite für die gewünschte Software erledigen: www.autodesk.com/education/free-software/inventor-professional ◾ Die gewünschte Software kann man nach Anmeldung als registrierter Nutzer herunterladen. Da der Download-Umfang sehr groß ist, sollte man nach Möglichkeit auf z.B. von Kommilitonen bereits heruntergeladene Installationsdateien zurückgreifen und nur eine individuelle Serien-Nummer anfordern. Dazu führt man den eigentlichen Download-Vorgang dann einfach nicht aus. ◾ Hinweise zum Download: ◾ Achtung: Ab der Version 2016 steht Autodesk Inventor nur noch als 64-Bit-Version für "Windows 64bit" zur Verfügung. Innerhalb von "Windows 32-bit" kann man also nur noch eine ältere Version von Autodesk Inventor installieren! ◾ Der Download der gewählten Inventor-Version erfolgt in Form von selbst-extrahierenden EXE-Dateien. ◾ Überschreitet der Umfang den Wert von 2 GByte, so erfolgt automatisch eine Zerlegung in eine Folge von zusammengehörigen EXE-Dateien der Maximalgröße 2 GByte. ◾ Nach den bisherigen praktischen Erfahrungen kam es bei diesem "multiblem" Download zu Problemen bei der Nutzung des MS Internet Explorers bzw. Google Chrome. Diese luden nur die erste EXE-Datei! ◾ Deshalb wird Mozilla Firefox für den Download der Inventordateien empfohlen. ◾ Anstatt "Install Now" sollte man den Modus "Browser Download" nutzen, um die Installationsdatei (en) auf den PC zu laden. ◾ Der Modus "Download Now" bewirkt die vorherige Installation eines separaten Download-Managers, welcher dann den eigentlich Download durchführt. Hierzu liegen beim Verfasser noch keine Erfahrungen vor. Software: CAD - Tutorial - Inventor – OptiYummy 28.03.2017 2 Die Installation kann auf einem PC ohne SSD-Platte länger als 1 Stunde dauern: ◾ Nach dem Start der Inventor_2017_German_Win_64bit_dlm_001_003.sfx.exe-Datei (unbedingt "Als Administrator ausführen"!) wird etwas irreführend nach dem Destination Folder für die Installation gefragt. In diesem Ordner wird nach Betätigen des Install-Buttons durch Entpacken der .exe-Datei(en) die Ordnerstruktur für die eigentliche Installationsquelle erzeugt. In der Wurzel liegt das Programm Setup.exe, welches nach erfolgreichem Entpacken automatisch startet. ◾ Hinweis: Hat man nur wenig Platz auf der System- oder Programm-Partition, so sollte man den Destination Folder auf ein externes Laufwerk umlenken. Nach erfolgreicher Installation wird dieser Ordner nicht mehr benötigt und kann gelöscht werden. ◾ Nach dem Entpacken der .exe-Datei öffnet sich nach einer Weile ein Dialog-Fenster, in welchem man über Installieren die Einzelplatzinstallation auf dem PC aktiviert. ◾ Möchte man das Produkt nutzen, muss man die Bedingungen akzeptieren und danach seine korrekten Produkt- und Benutzerdaten eingeben (individuelle Serien-Nr. und Produktschlüssel) oder die 30-TageTestversion wählen. ◾ Danach kommt man zur individuellen Konfiguration der zu wählenden Produkte Inventor und Inhaltsbibliotheken. Die anderen Komponenten Vault Basic (Client), ReCap, Autodesk 360 u.a. sind im Rahmen der hier beschriebenen CAD-Übungen nicht erforderlich. Man sollte einen Blick in die Konfiguration der zu installierenden Komponenten werfen. ◾ Inventor: 1. Installationspfad (Beibehalten, außer der Platz auf der System-/Programm-Partition ist knapp - dann Zielordner auf anderer Partition wählen) 2. Unterkomponenten werden innerhalb der CAD-Übungen nicht benötigt 3. Servicepack (sollte man einbeziehen, falls von Autodesk bereitgestellt - Herunterladen nicht vergessen!) ◾ Inhaltsbibliotheken 1. Inzwischen werden auch für die Studenten-Lizenz alle Normteile zur Verfügung gestellt. Hier kann man Platz sparen, wenn man nur die benötigten Normteil-Bibliotheken auswählt (z.B. DIN und ISO)! 2. Die Normteile sollten im angegebenen Pfad für alle Nutzer des PC installiert werden, außer der Platz auf der Partition ist knapp. Nach Abschluss der Konfiguration kann man das Installieren starten: ◾ Zusätzlich zu den gewählten Produkten werden zuvor noch erforderliche Programm-Komponenten installiert (z.B. Microsoft Visual C++, DirectX und DWG TruView). ◾ Nach dem Fertigstellen der Installation muss man unter Umständen einen Neustart des PC veranlassen, bevor man den Inventor starten kann. Hat man die korrekten Daten von Serien-Nummer und Produkt-Schlüssel eingegeben, so erfolgt eine automatische Aktivierung über Internet. Ansonsten hat man 30 Tage Zeit, die Testversion zu nutzen. Sprachpaket, Hilfe-System und Updates: ◾ Alle zum Autodesk Inventor gehörenden Zusatzpakete findet man unter http://knowledge.autodesk.com/support/inventor-products/downloads 1. Sprachpaket: ◾ Für die neueste Inventor-Version wird als erstes nur eine englische Version für die Installation zur Verfügung gestellt. Die Anpassung der Sprache muss dann nachträglich durch ein separates Sprachpaket erfolgen. Nach einiger Zeit werden dann jedoch unterschiedliche Sprachversionen des Autodesk Inventor bereitgestellt. ◾ Nach Installation des deutschen Sprachpakets mittels der heruntergeladenen EXE-Datei wird ein zusätzlicher Eintrag im Windows-Startmenü generiert, welches Autodesk Inventor in deutscher Sprache startet. ◾ Der normale Start von Autodesk Inventor führt immer das zuletzt verwendete Sprachpaket aus! Software: CAD - Tutorial - Inventor – OptiYummy 28.03.2017 3 2. Lokales Hilfesystem: ◾ Ist der Computer mit dem Internet verbunden, so benutzt der Autodesk Inventor grundsätzlich das Hilfesystem von Autodesk im Internet. Jeder angemeldete Nutzer kann selbst dieses Hilfesystem modifizieren und erweitern. Das lokal mit dem Programm installierte reduzierte Hilfesystem wird nur genutzt, wenn keine Internet-Verbindung besteht. ◾ Die Installationsdatei für das komplette lokale Hilfesystem kann man als Autodesk_Inventor_201x_Help.exe herunterladen. ◾ Wichtig: Ob grundsätzlich das lokal installierte Hilfesystem genutzt wird, kann man im Autodesk Inventor unter Extras > Anwendungsoptionen > Hilfeoptionen einstellen. 3. Service Packs: ◾ Bereits bei der Installation kann man alle aktuellen Updates einbeziehen. ◾ Erscheinen neue Updates, so muss man diese nicht manuell nachinstallieren, sondern kann dies durch das Tool "Autodesk Application Manager" erledigen lassen. Dieses wird standardmäßig mit installiert und sucht automatisch nach aktuellen Updates für alle auf dem PC befindlichen Autodesk Produkte. Problem: Excel-Installation ◾ Bis zur Version 2015 enthielt Autodesk Inventor alle notwendigen Programmkomponenten, um auch ohne eine separate Microsoft-Excel-Installation die CAD-Grundfunktionen zu realisieren. ◾ Im Rahmen einer Code-Bereinigung wurden ab der Version 2016 Software-Komponenten anderer Hersteller aus dem Inventor-Code entfernt. ◾ Dies führt dann z.B. bei der Definition von Gewindebohrungen zu Fehlermeldungen. ◾ Das Problem wird in der Autodesk-Community als Hole feature bug einschließlich eines Workaround besprochen. ◾ Unter OptiYummy > Workaround > Autodesk Inventor 2016 ohne Excel werden die erforderlichen Schritte ausführlich beschrieben. Blick auf die Benutzeroberfläche Man muss auch auf moderner PC-Hardware einige Geduld aufbringen, bis nach dem Start von Autodesk Inventor die Benutzeroberfläche erscheint. Autodesk Inventor verwendet seit der Version 2010 eine Multifunktionsleiste, wie sie z.B. auch im Microsoft Office 2007 erstmalig eingeführt wurde: Die Multifunktionsleiste (MFL) ersetzt weitestgehend alle Menüs und Symbolleisten außer die Kontextmenüs. Die Software-Ergonomen haben sich zur Gestaltung dieser Multifunktionsleiste sicher tiefgründige Gedanken gemacht: ◾ Die MFL soll dem Nutzer helfen, schnell die für eine Aufgabe notwendigen Befehle zu finden. Deshalb werden Befehle in logischen Gruppen strukturiert, die unter Registerkarten zusammengefasst sind. ◾ Jede Registerkarte bezieht sich auf eine Art von Aktivität (z. B. Erste Schritte mit dem Inventor, Ansichten konfigurieren, Skizzieren, ...). Von „http://www.optiyummy.de/index.php?title=Software:_CAD_-_Tutorial_-_Inventor&oldid=18394“ Software: CAD - Tutorial - Inventor – OptiYummy 28.03.2017