Lastkollektive
Problemstellung
Eine Lastkollektivberechnung entspricht einer Variation von Belastungs- und Umgebungsdaten (externes Drehmoment, Drehzahl, Gang, Temperatur etc.).
Jede Ausprägung der Variation entspricht einem Lastfall (load_case).
Viele Daten des Getriebes bleiben über die gesamte Berechnung unverändert (Geometrie, etc.)
Für jeden Lastfall müssen die variierten Eingangswerte und die korrespondierenden Berechnungswerte abgebildet werden. Des Weiteren müssen über das Lastkollektiv akkumulierte Werte erfasst werden.
Ein Lastkollektiv besteht folglich aus mehreren Lastfällen sowie den über alle Lastfälle akkumulierten Werten.
Lösungskonzept
Das Lastkollektiv wird durch ein Mastermodell (enthält die Daten und Relationen, die unverändert bleiben) und mehrere Submodelle (enthalten nur die variierten Daten) abgebildet.
Jeder Lastfall entspricht einem Submodell. Daher wird die Bezeichnung „load_case“ für ein Submodell gewählt.
Die Lastfälle eines Lastkollektivs werden in einem „load_spectrum“ zusammengefasst.
In einem load_case (Submodell) stehen nur die in dem Lastkollektiv variierten Daten. Es gilt:
Die entsprechenden Attribute werden, wie im Mastermodell, in Komponenten strukturiert.
Die Zuordnung zwischen einer Komponente im Mastermodell und einer Komponente im Submodell erfolgt über die (eindeutige) Komponenten-Id.
Alle Submodelle müssen die gleiche Menge von Attributen enthalten.
Attribute, die in den Submodellen angegeben werden, dürfen im Mastermodell nicht noch einmal belegt sein.
Das Mastermodell wird also erst durch die Zusammenführung mit einem Submodell zu einem vollständigen, berechenbaren Modell.
Über Lastkollektive akkumulierte Werte werden in einem separaten Submodell namens „accumulation“ des Lastkollektivs abgelegt.
Zunächst ist nur ein Lastkollektiv pro Modell zulässig.
Das Modell mit Lastkollektiv wird folgendermaßen im .xml-Format abgebildet:
<model> <relations> <components> <component id="1"> <component id="4"> <component id="6"> <!-- further components --> </components> <load_spectrum id="1"> <load_case id="1"> <load_case id="2"> <load_case id="3"> <component id="4"> <component id="6"> </load_case> <accumulation> <component id="4"> <component id="6"> </accumulation> </load_spectrum> </model>
Sobald sich das Konzept zur Abbildung von Lastkollektiven in der Praxis bewährt hat, kann über eine mögliche Erweiterung auf andere Variationsrechnungen (z.B. Konstruktionsvarianten wie unterschiedliche Lagertypen oder unterschiedliche Verzahnungsqualitäten) nachgedacht werden.
Zeitanteile und Lastdauern
Es ist möglich, die Dauer von Lastfällen entweder absolut oder relativ anzugeben.
Eine absolute Angabe erfolgt über das Attribut operating_time der Getriebeeinheit (in Stunden) für jeden Lastfall.
Eine relative Angabe erfolgt über das Attribut operating_time_fraction der Getriebeeinheit in Prozent für jeden Lastfall. Die (optionale) Angabe einer Gesamtdauer des Lastkollektivs kann wiederum durch das Attribut operating_time der Getriebeeinheit im Mastermodell erfolgen.