Mosógép modellezése - Novicos
Novicos és Miele virtuális prototípust fejlesztettek ki numerikus módszerekkel
Bármilyen feltűnőnek tűnik a mosógép külseje, a belseje ugyanolyan összetett. Alig bármely más háztartási készülék rendelkezik ilyen nagy számú, optimálisan összehangolt műszaki alkatrésszel, amely megbízható és csendes tisztítást tesz lehetővé a ruhaneműben. Ez azonban óriási kihívást jelent a termékfejlesztés számára, főleg a centrifugálási ciklus során fellépő erős rezgések miatt, amelyek a teljes struktúrára hatnak.
A Miele gyártó világszerte ismert a különösen jó minőségű és csendes mosógépekről. Egy ilyen csúcskategóriás mosógép kifejlesztésekor nem ritkák a hosszú fejlesztési ciklusok és a számos teszt, több fizikai prototípussal. A dizájn változtatásai általában csak a prototípus teszt után történnek, és sok erőfeszítéssel járnak.
A háztartási gépek gyártója a Novicoshoz fordult azzal a céllal, hogy felgyorsítsa a fejlesztési folyamatokat, miközben továbbra is fenntartja a meglévő magas minőségi követelményeket. Egy közös projektben kifejlesztettek egy virtuális prototípust, amely felhasználható a hangsugárzás előrejelzésére. Igényes feladat, mert ebben az esetben nemcsak az egyes elemek vagy szerelvények viselkedését vették figyelembe, hanem egy teljes gépet is szimuláltak.
Annak érdekében, hogy a mosógépet modellként lehessen képviselni, különböző számítási módszerek kombinációját választották: a hagyományos végeselemes módszert (FEM) a szerkezeti rezgések meghatározására, a többtestes szimulációt (MKS) a gépdinamika és egy határ elemzésére. Elem módszer (BEM) a kibocsátott hang kiszámításához. A szerkezeti modell egyes komponenseinek dinamikai tulajdonságait kísérő mérésekkel külön megvizsgáltuk. A teljes modell lépésről lépésre történő elkészítése lehetővé tette a kívánt modell kidolgozását és annak megfelelőségének megerősítését akusztikai mérések segítségével.
Ebből a célból az egyes alkatrészeket, például a motort és a szivattyút, kezdetben végeselemes módszerrel (FEM) számoltuk ki. Ezeket az eredményeket egy többtestes szimulációba (MBS) vitték át, amely magában foglalja a dobon belüli egyenetlen tömegeloszlást, a súlypontokat, a merev testdinamikát, a motor tulajdonságait, a felfutási profilt és a rugók, lengéscsillapítók és ajtótömítések jelleggörbéit. Ez az MBS-elemzés modális részvételi tényezők formájában szolgáltat adatokat az üzemi rezgésről és a strukturális válaszról az idő tartományában, és így ábrázolja az egész gép általános dinamikus viselkedését.
A Novicos által kifejlesztett Fortran szkript, amelyet integráltak a MATLAB környezetbe, konvertálta a kapcsolt FEM/MKS elemzés adatait, így a sajátvektorokat és a felületi sebesség amplitúdóit közvetlenül át lehetett vinni egy akusztikus hálózatra a szimulációs szoftverben. Ez egy közvetett határelem-módszert (IBEM) biztosít, amely a hagyományos BEM-mel ellentétben korlátlan számú, szabad szélű és elágazó felületű struktúrán képes a hangmező-számításokra.
A szimulációs szoftverek és a numerikus módszerek lehetővé tették a Novicos projekt csapatának, hogy pontosan megjósolja a mosógép körüli hangnyomásszintet, és különböző grafikonok segítségével mutassa be a hangnyomás-eloszlást bizonyos frekvenciákon, a hang amplitúdóját egy adott ponton egy frekvenciatartományhoz vagy a fő zajforrásokat az amplitúdó és a frekvencia szerint.
A leírt eljárás igazolása érdekében a Miele projektpartnerei akusztikai méréseket hajtottak végre egy meglévő eszközön, és összehasonlították a mérési eredményeket a szimuláció eredményeivel. Nagy pontossággal és csak nagyon kis eltérésekkel az eredmény több mint kielégítő volt, és megerősítette a Novicos innovatív megközelítését. A Miele mosógépgyártó virtuális prototípusok segítségével képes önállóan végrehajtani a termékfejlesztések és optimalizálások szimulációit.
Érdekes? Örömmel adunk tanácsot a virtuális prototípus termékfejlesztés során történő felhasználásának lehetőségeiről. Lépjen kapcsolatba velünk.