Modelarea unei mașini de spălat - Novicos
Novicos și Miele au dezvoltat un prototip virtual folosind metode numerice
Oricât de discret ar putea părea exteriorul mașinii dvs. de spălat, interiorul este la fel de complex. Aproape orice alt aparat de uz casnic nu are un număr atât de mare de componente tehnice care sunt coordonate în mod optim și permit curățarea fiabilă și silențioasă a rufelor. Cu toate acestea, aceasta reprezintă o provocare enormă pentru dezvoltarea produsului, în special datorită vibrațiilor puternice care apar în timpul ciclului de centrifugare, de exemplu, și care afectează întreaga structură.
Producătorul Miele este cunoscut în întreaga lume pentru mașini de spălat silențioase și de înaltă calitate. La dezvoltarea unei astfel de mașini de spălat de înaltă calitate, ciclurile lungi de dezvoltare și numeroasele teste cu mai multe prototipuri fizice nu sunt neobișnuite. Modificările aduse designului se fac de obicei numai după testul prototipului și sunt asociate cu mult efort.
Producătorul de electrocasnice a apelat la Novicos cu scopul de a accelera procesele de dezvoltare, menținând în același timp standardele înalte de calitate existente. Într-un proiect comun, a fost dezvoltat un prototip virtual care poate fi folosit pentru a prezice radiația sonoră. O sarcină solicitantă, întrucât în acest caz nu a fost luat în considerare doar comportamentul elementelor individuale sau al ansamblurilor, ci a fost simulată o mașină completă.
Pentru a putea reprezenta mașina de spălat ca model, s-a ales o combinație de diferite metode de calcul: metoda convențională cu element finit (FEM) pentru determinarea vibrațiilor structurale, simularea multi-corp (MKS) pentru analiza dinamicii mașinii și a unei limite Metoda elementului (BEM) pentru calcularea sunetului emis. Proprietățile dinamice ale componentelor individuale ale modelului structural au fost investigate în mod specific prin măsurători însoțitoare. Construcția pas cu pas a modelului general a făcut posibilă dezvoltarea modelului dorit și confirmarea adecvării acestuia cu ajutorul măsurătorilor acustice.
În acest scop, componentele individuale, cum ar fi motorul și pompa, au fost calculate mai întâi folosind metoda elementelor finite (FEM). Aceste rezultate au fost transferate către o simulare cu mai multe corpuri (MBS), care include distribuția inegală a masei în tambur, centrele de greutate, dinamica rigidă a corpului, proprietățile motorului, profilul de rulare și curbele caracteristice ale arcurilor, amortizoarelor și garniturilor de ușă. Această analiză MBS oferă date despre vibrațiile operaționale și răspunsul structural în domeniul timpului sub formă de factori de participare modală și, astfel, descrie comportamentul dinamic general al întregii mașini.
Un script Fortran dezvoltat de Novicos, care a fost integrat în mediul MATLAB, a convertit datele analizei FEM/MKS cuplate astfel încât vectorii proprii și amplitudinile vitezei de suprafață să poată fi transferate direct într-o rețea acustică în software-ul de simulare. Aceasta oferă o metodă indirectă a elementului de graniță (IBEM) care, spre deosebire de BEM convențional, poate efectua calcule de câmp sonor pe un număr nelimitat de structuri cu margini libere și suprafețe ramificate.
Utilizarea software-ului de simulare și a metodelor numerice a permis echipei proiectului Novicos să prezică cu precizie nivelul presiunii sonore în jurul mașinii de spălat și să utilizeze diferite grafice pentru a arăta distribuția presiunii sonore la anumite frecvențe, amplitudinea sunetului în puncte specifice pentru un interval de frecvență sau principalele surse de zgomot în funcție de amplitudine și frecvență.
Pentru a verifica procedura descrisă, partenerii de proiect de la Miele au efectuat măsurători acustice pe un dispozitiv existent și au comparat rezultatele măsurătorilor cu rezultatele simulării. Cu un nivel ridicat de precizie și doar abateri foarte mici, rezultatul a fost mai mult decât satisfăcător și a confirmat abordarea inovatoare a Novicos. Utilizarea prototipurilor virtuale permite producătorului de mașini de spălat Miele să efectueze în mod independent simulări pentru dezvoltarea și optimizarea produselor.
Interesant? Ne-ar face plăcere să vă sfătuim cu privire la opțiunile dvs. de utilizare a unui prototip virtual în dezvoltarea produsului dvs. Contactează-ne.