Динамика многомассовых систем

Передовые решения для анализа движения позволяют моделировать и тестировать виртуальные прототипы механических систем, экономя ресурсы, необходимые для проведения натурных испытаний

Динамика многомассовых систем

Передовые решения для анализа движения позволяют моделировать и тестировать виртуальные прототипы механических систем, экономя ресурсы, необходимые для создания опытного образца и проведения натурных испытаний

Horizontal spacer

Многомассовая динамическая система (MBD) — система, состоящая из твердых или податливых звеньев, которые соединены между собой шарнирами, ограничивающими их относительное движение. Исследование MBD заключается в анализе того, как механические системы движутся под воздействием сил, также известном как прямая задача динамики. Изучение обратной задачи динамики, то есть того, какие силы необходимы, чтобы заставить механическую систему двигаться определенным образом, также возможно с помощью MBD анализа.

Анализ движения важен потому, что при проектировании изделия часто требуется понимать, каким образом движущиеся части взаимодействуют друг с другом и окружающей средой. От автомобилей и самолетов до стиральных машин и сборочных линий — везде движущиеся части создают нагрузки, которые часто трудно предсказать. Сложные механические узлы особенно трудны при проектировании, поскольку требуют анализа динамики на уровне системы.

Для точного моделирования может потребоваться математическое описание компонентов различных типов, таких как электронные системы управления, податливые детали и их соединения, а также сложных физических явлений, таких как вибрация, трение и шум. MBD анализ позволяет справляться с этими трудностями, быстро оценивая конструкцию по таким важным характеристикам, как работоспособность, безопасность и комфорт, и внося соответствующие улучшения. Инструменты MSC охватывают широкий спектр возможностей моделирования многомассовой динамики, которые представлены в виде эффективных, простых в использовании программных интерфейсов для подготовки моделей и обработки результатов анализа и лучших в своей отрасли алгоритмов решения.



Программные комплексы MSC Software используются для многих видов анализа движения:
  • Многомассовая динамика твёрдых и упругих тел
  • Анализ чувствительности
  • Анализ вибраций
  • Проектирование и испытания транспортных средств
  • Сопряженный анализ механической системы и системы управления
  • Кинематика и динамика
  • Контактное взаимодействие и трение
  • Нагрузки и перемещения
  • Анализ выносливости и ресурса
  • Усталостная прочность
  • Динамика, статика, распределение и рассевание энергии
  • Автомобиль в поворотах, рулевое управление, квазистатический анализ и прямолинейное движение
  • Анализ систем управления
Области применения:
  • Авиационная, космическая и оборонная промышленность: Двигатели самолетов, космические аппараты, шасси, фюзеляжи летательных аппаратов, системы вооружения, боеприпасы, механизмы управления самолетами, катапультируемые кресла, имитаторы полета, боевые машины, жизненно важные механизмы космических аппаратов.
  • Автомобилестроение: Подвеска, трансмиссия, тормозные системы, рулевое управление, двигатели, системы автоматического управления, коробки передач, шарниры, подшипники, сцепление, конструкции шасси.
  • Производство: Роботы-манипуляторы, конвейерные ленты, насосы, станки, упаковочное оборудование, редукторы, шаговые и серводвигатели.
  • Тяжелое машиностроение: Экскаваторы, сельхозтехника, гидравлические системы управления, гусеничная техника, вилочные погрузчики, аттракционы.
  • Медицина: Ортопедия, локомоция человека, биодинамика, динамометрия, эргономический анализ, роботизированные протезы конечностей.
  • Товары народного потребления: Спортивные товары, велосипеды, инструменты, принтеры.
  • Энергетика: Ветряные турбины, солнечные батареи, морские сооружения, буровые установки, центрующие механизмы.

МОДЕЛЬ ЗАКРЫЛКА РЕАКТИВНОГО САМОЛЁТА И ШАССИ В SIMDESIGNER

Импорт нейтральных геометрических CAD форматов, включая STEP, IGES, DXF, DWG или Parasolid.

Импорт нативных геометрических CAD форматов, включая CatiaV4, CatiaV5, Inventor, STEP, IGES, Acis, ProE, Creo, SolidWorks, Unigraphics, VDA.

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ФОРМЫ УПРУГОГО ВНУТРЕННЕГО ЗАКРЫЛКА БИЗНЕС-ДЖЕТА


ВОССТАНОВЛЕНИЕ МОДАЛЬНОГО НДС ПРИ СБРАСЫВАНИИ ГИБКОГО КОЖУХА АВТОМАТИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

Adams предоставляет технологию, позволяющую с высокой точностью учитывать упругость компонента даже при значительном перемещении всей системы и сложном взаимодействии с другими моделируемыми элементами.

Обычно системы содержат один или несколько элементов, при анализе которых деформация играет главную роль, а представление их в виде твердых тел оказывается неверным. Модуль Adams Flex позволяет импортировать конечно элементные модели из большинства пакетов FEA (конечно элементного анализа); он полностью интегрирован в пакет Adams, обеспечивая простое моделирование и доступ к мощным средствам обработки результатов анализа.

Модуль ViewFlex пакета Adams View позволяет с помощью встроенного алгоритма анализа методом конечных элементов преобразовывать жёсткую деталь в упругое тело на основе MNF, для которого будет построена сетка и выполнен модальный анализ. Этот новый модуль на базе MSC Nastran позволяет создавать упругие тела, не выходя из Adams View и не полагаясь на программное обеспечение анализа методом конечных элементов сторонних производителей. Кроме того, модуль реализует упрощенный процесс с гораздо большей эффективностью, в отличие от методов, с помощью которых пользователи создавали упругие тела для Adams раньше.


МОДЕЛЬ VIEWFLEX В ADAMS VIEW.

Благодаря таким функциям, как экспорт Adams2Nastran и ViewFlex, Adams обеспечивает двунаправленную интеграцию с MSC Nastran, что позволяет использовать имеющиеся проверенные модели Adams для выполнения модального и частотного анализа.

Модуль Adams Mechatronics позволяет без усилий интегрировать системы управления в механические модели, динамически связывая внешнюю системную библиотеку элементов управления таких приложений как Easy5 и MATLAB. Параметры системы управления можно оперативно изменять для оценки поведения и включать в проектные расчеты для совместной оптимизации как системы управления, так и механической системы.

КОНТАКТ УПРУГОГО ТЕЛА С УПРУГИМ И УПРУГОГО ТЕЛА С ЖЕСТКИМ


МЕХАНИЗМ ВИНТ-ШАРИКОВАЯ ГАЙКА С АНАЛИТИЧЕСКИМ СФЕРИЧЕСКИМ КОНТАКТОМ

Важную роль в многомассовых системах играет контакт, возникающий между отдельными деталями.

Решения MSC для анализа движения предлагают широкий набор возможностей моделирования контактов. Между твердыми телами, упругим и твердым телом или между двумя упругими телами могут возникать контакты с качением, скольжением и ударным взаимодействием.

В случае простых геометрических форм эффективным решением является представление элементарных (аналитических) контактов. Для моделирования контакта между жесткими и упругими телами сложных геометрических форм используются более сложные методы. Ни в одном из этих случаев знать «место контакта» не требуется.

ВЫНОСЛИВОСТЬ НАИБОЛЕЕ ОПАСНОЙ ЗОНЫ НА УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТАХ ПОДВЕСКИ АВТОМОБИЛЯ


ВОССТАНОВЛЕНИЕ МОДАЛЬНОГО НДС НА ПОДЪЕМНИКЕ БОЛЬНИЧНОЙ КОЙКИ

Нерешенные проблемы с выносливостью, обнаруженные слишком поздно в цикле разработки, будут стоить вам времени и денег. Если их не устранить до запуска продукта, это приведет к высоким гарантийным расходам и снижению степени удовлетворенности клиентов. Тестирование на выносливость — важный аспект разработки продукта. Умение ответить на вопрос «Надолго ли это?» может повлиять не только на конструкцию отдельного компонента, но и всей системы. Высокие показатели выносливости часто противоречат другим характеристикам, таким как плавность хода и управляемость или NVH, поэтому необходимо найти компромисс между этими конкурирующими требованиями. Точное воспроизведение испытаний на выносливость — важный шаг на пути к оптимальной конструкции.

Решения MSC позволяют оценить напряжения, деформации и срок службы компонентов в модели вашей системы. Используя оценку выносливости совместно с программами расчета усталости, можно спрогнозировать срок службы и провести анализ факторов безопасности, запасов прочности. Корреляция моделей и оптимизация процессов обеспечиваются за счет прямого доступа к данным физических испытаний, хранящихся в файлах отраслевых форматов. Продукты MSC также позволяют расширить возможности синтеза в режиме компонентов, используемого для объединения и восстановления нагрузок на упругие тела. Результаты MBD анализа объединяются с модальными напряжениями, получаемые методом конечных элементов, для более точного прогнозирования напряжений в упругом компоненте. Все напряжения и деформации, возникающие в результате внешних сил или ограничений, а также действия инерции, могут быть восстановлены самым эффективным способом.

ВЕЗДЕХОД НА ЧЕТЫРЁХ ОПОРНОМ ВИБРОСТЕНДЕ

Анализ вибрации на уровне системы, например, исследования частотных характеристик и анализ собственных тонов колебаний. Решения MSC предоставляют инструменты для моделирования вибраций, таких как частотные характеристики втулок и функции возбуждения для спектральной плотности мощности, гармонических колебаний и вращательного дисбаланса. В сочетании с обработкой результатов анализа в частотной области, это позволяет легко анализировать и визуализировать собственные тона системы, частотные характеристики, таблицы коэффициентов модального участия и распределения энергии компонентов и т.д.

СПУТНИКОВАЯ АНТЕННА СО ВСТРОЕННОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ


ПРОЕКТРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ

Программные решения MSC для анализа движения позволяют легко объединять друг с другом модели механической системы и системы управления

Многие физические системы представляют собой сочетание механических компонентов, приводимых в действие пневматическими, гидравлическими или электрическими подсистемами, которые управляются электронными блоками управления. Чтобы правильно отображать поведение всего агрегата, модели этих систем должны учитывать воздействие всех компонентов привода и управления. Как правило, системы управления лучше всего представлять в виде блок-схем, результаты показывать на графиках, а модели движения изображать в виде трехмерной геометрии с выходными данными, отображаемыми в графической анимации, а также в виде графиков.

При проектировании систем управления вставляйте механические модели в блок-схемы непосредственно в самом программном обеспечении моделирования систем управления или импортируйте приводы и/или блоки управления из программ проектирования систем управления в среду моделирования механических систем. Такое взаимодействие поддерживается программами MATLAB/Simulink и EASY5, а также реализуется через интерфейс взаимодействия FMI.

ДИАГРАММА ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ (ПОВЕРХНОСТИ ОТКЛИКА)


АНИМАЦИЯ С СОВМЕЩЕНИЕМ РЕЗУЛЬТАТОВ ДЛЯ НЕСКОЛЬКИХ ВАРИАНТОВ КОНСТРУКЦИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ МАНЕВРА СМЕНЫ ПОЛОСЫ ДВИЖЕНИЯ

При решении простых задач проектирования исследовать и оптимизировать поведение механических систем можно используя интуицию, метод проб и ошибок и грубую физическую силу. Однако по мере увеличения числа вариантов проектирования эти методы становятся неэффективными и не позволяют получать ответы быстро и систематически. Разовое изменение только одного фактора не дает информации о взаимодействиях между факторами, а при изменении сразу множества факторов потребуется выполнить многократное моделирование, в результате которого будет получен огромный объем выходных данных, которые затем предстоит оценить.

Чтобы помочь решить эти трудоемкие задачи, MSC предоставляет инструменты планирования и анализа для проведения серии экспериментов, которые помогут определять релевантные данные для анализа и автоматизировать весь процесс экспериментального проектирования. Это поможет повысить надежность выводов, получить ответы быстрее, чем с использованием метода проб и ошибок или поочередного тестирования по одному фактору и позволит лучше понять и повысить работоспособность проектируемой механической системы.

УПРАВЛЯЕМЫЙ ШАБЛОНОМ КОМПОНЕНТ,
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ И ПОЛНОРАЗМЕРНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА


ИНДИВИДУАЛЬНАЯ НАСТРОЙКА ADAMS CAR ПОД КОНКРЕТНУЮ МОДЕЛЬ АВТОМОБИЛЯ

Адаптируя среду анализа к потребностям конкретной задачи, можно сэкономить время и охватить больший круг пользователей. Предлагаемые MSC инструменты для анализа движения имеют множество функций автоматизации построения моделей, решения задач и обработки результатов. Построение модели можно автоматизировать с помощью макросов или шаблонов. Можно создать пользовательские интерфейсы и добавить их в готовый инструмент. Кроме того, компанией MSC и ее деловыми партнерами предлагаются мощные отраслевые специализированные пакеты.

Related Products: 

Adams

Динамика многомассовых систем (MBD)

Adams Car

Высокоточная динамика поведения автомобилей для их разработки и испытаний

Adams Machinery

Мощный инструмент моделирования и анализа механических систем и приводов различных типов