Моделювання пральної машини - Novicos
Novicos і Miele розробили віртуальний прототип, використовуючи числові методи
Наскільки б непомітною не здавалася зовнішня частина вашої пральної машини, всередині така ж складна. Навряд чи будь-який інший побутовий прилад має таку кількість технічних компонентів, які оптимально скоординовані та забезпечують надійне та тихе прибирання вашої білизни. Однак це представляє величезну проблему для розробки продукту, особливо через сильні вібрації, які виникають, наприклад, під час віджиму і які впливають на всю структуру.
Виробник Miele відомий у всьому світі особливо якісними та тихими пральними машинами. При розробці такої висококласної пральної машини не рідкість тривалі цикли розробки та численні тестові запуски з декількома фізичними прототипами. Зміни в конструкції, як правило, вносяться лише після випробування прототипу і пов'язані з великими зусиллями.
Виробник побутової техніки звернувся до Novicos з метою прискорити процеси розвитку, зберігаючи при цьому існуючі високі стандарти якості. У рамках спільного проекту був розроблений віртуальний прототип, який можна використовувати для прогнозування звукового випромінювання. Вибагливе завдання, оскільки в цьому випадку розглядалася не тільки поведінка окремих елементів або вузлів, але і моделювалася повна машина.
Для того, щоб мати можливість представити пральну машину як модель, була обрана комбінація різних методів розрахунку: звичайний метод скінченних елементів (МКЕ) для визначення структурних коливань, багатокорпусне моделювання (МКС) для аналізу динаміки машини та межі Елементний метод (BEM) для обчислення випромінюваного звуку. Динамічні властивості окремих компонентів структурної моделі були спеціально досліджені за допомогою супутніх вимірювань. Поетапна побудова загальної моделі дозволила розробити бажану модель та підтвердити її придатність за допомогою акустичних вимірювань.
Для цього окремі компоненти, такі як двигун та насос, спочатку розраховувались методом скінченних елементів (МКЕ). Ці результати були перенесені на багатокорпусне моделювання (MBS), яке включає нерівномірний розподіл маси всередині барабана, центри ваги, жорстку динаміку кузова, властивості двигуна, профіль обкатки та характерні криві пружин, заслінок та ущільнень дверей. Цей аналіз MBS забезпечує дані про робочі вібрації та структурну реакцію у часовій області у вигляді модальних факторів участі і, таким чином, відображає загальну динамічну поведінку всієї машини.
Сценарій Fortran, розроблений Novicos, який був інтегрований у середовище MATLAB, перетворив дані зв'язаного аналізу FEM/MKS, щоб власні вектори та амплітуди поверхневої швидкості могли передаватися безпосередньо в акустичну мережу в програмному забезпеченні для моделювання. Це забезпечує метод непрямого граничного елемента (IBEM), який, на відміну від звичайного BEM, може проводити розрахунки звукового поля на необмеженій кількості структур із вільними краями та розгалуженими поверхнями.
Використання програмного забезпечення для моделювання та чисельних методів дозволило команді проекту Novicos точно передбачити рівень звукового тиску навколо пральної машини та використовувати різні графіки, щоб показати розподіл звукового тиску на певних частотах, амплітуду звуку в конкретних точках для діапазону частот або основні джерела шуму відповідно до амплітуди та частоти.
Для того, щоб перевірити описану процедуру, партнери проекту у Miele провели акустичні вимірювання на існуючому пристрої та порівняли результати вимірювань з результатами моделювання. З високим ступенем точності та лише дуже малими відхиленнями, результат був більш ніж задовільним та підтвердив інноваційний підхід Novicos. Виробник пральних машин Miele здатний проводити незалежне моделювання розробок та оптимізації продуктів за допомогою віртуальних прототипів.
Цікаво? Ми з радістю проконсультуємо вас щодо варіантів використання віртуального прототипу при розробці вашого продукту. Зв'яжіться з нами.