Modelovanie práčky - Novicos
Novicos a Miele vyvinuli virtuálny prototyp pomocou numerických metód
Akokoľvek sa môže zdať vonkajšia strana vašej práčky nenápadná, vnútorná strana je rovnako zložitá. Málokedy má iný domáci spotrebič také veľké množstvo technických komponentov, ktoré sú optimálne zladené a umožňujú spoľahlivé a tiché čistenie vašej bielizne. To však predstavuje nesmiernu výzvu pre vývoj produktu, najmä kvôli silným vibráciám, ktoré sa vyskytujú napríklad počas cyklu odstreďovania a ovplyvňujú celú štruktúru.
Výrobca Miele je po celom svete známy pre obzvlášť kvalitné a tiché práčky. Pri vývoji takejto špičkovej práčky nie sú neobvyklé dlhé vývojové cykly a početné testovacie jazdy s niekoľkými fyzickými prototypmi. Zmeny dizajnu sa zvyčajne vykonajú až po teste prototypu a sú spojené s veľkým úsilím.
Výrobca domácich spotrebičov sa obrátil na spoločnosť Novicos s cieľom urýchliť vývojové procesy pri zachovaní súčasných vysokých štandardov kvality. V spoločnom projekte bol vyvinutý virtuálny prototyp, pomocou ktorého je možné predpovedať zvukové žiarenie. Náročná úloha, pretože v tomto prípade sa neuvažovalo iba so správaním jednotlivých prvkov alebo zostáv, ale bol simulovaný aj kompletný stroj.
Aby bolo možné práčku predstaviť ako model, bola zvolená kombinácia rôznych výpočtových metód: konvenčná metóda konečných prvkov (FEM) na stanovenie štrukturálnych vibrácií, simulácia viacerých telies (MKS) na analýzu dynamiky stroja a hranice Elementárna metóda (BEM) na výpočet emitovaného zvuku. Dynamické vlastnosti jednotlivých komponentov štrukturálneho modelu boli konkrétne skúmané prostredníctvom sprievodných meraní. Postupná konštrukcia celkového modelu umožnila vyvinúť požadovaný model a potvrdiť jeho vhodnosť pomocou akustických meraní.
Za týmto účelom boli jednotlivé komponenty, ako napríklad motor a čerpadlo, najskôr vypočítané pomocou metódy konečných prvkov (MKP). Tieto výsledky sa preniesli do simulácie s viacerými karosériami (MBS), ktorá zahŕňa nerovnomerné rozloženie hmoty v bubne, ťažiská, dynamiku tuhej karosérie, vlastnosti motora, rozbehový profil a charakteristické krivky pružín, tlmičov a tesnení dverí. Táto MBS analýza poskytuje údaje o prevádzkových vibráciách a štrukturálnej odozve v časovej oblasti vo forme faktorov modálnej účasti a zobrazuje tak všeobecné dynamické správanie celého stroja.
Fortranský skript vyvinutý spoločnosťou Novicos, ktorý bol integrovaný do prostredia MATLAB, konvertoval údaje spojenej analýzy FEM/MKS tak, aby vlastné vektory a amplitúdy povrchovej rýchlosti bolo možné preniesť priamo do akustickej siete v simulačnom softvéri. Toto poskytuje metódu nepriameho hraničného prvku (IBEM), ktorá na rozdiel od konvenčných BEM môže vykonávať výpočty zvukového poľa na neobmedzenom počte štruktúr s voľnými hranami a rozvetvenými povrchmi.
Použitie simulačného softvéru a numerických metód umožnilo projektovému tímu Novicos presne predpovedať hladinu akustického tlaku okolo práčky a použiť rôzne grafy na zobrazenie distribúcie akustického tlaku pri určitých frekvenciách, amplitúdy zvuku v konkrétnych bodoch pre frekvenčný rozsah alebo hlavných zdrojov hluku podľa amplitúdy a frekvencie.
Na overenie opísaného postupu vykonali partneri projektu v spoločnosti Miele akustické merania na existujúcom zariadení a porovnali výsledky meraní s výsledkami simulácie. S vysokou úrovňou presnosti a iba veľmi malými odchýlkami bol výsledok viac ako uspokojivý a potvrdil inovatívny prístup spoločnosti Novicos. Výrobca práčok Miele je schopný vykonávať nezávislé simulácie vývoja a optimalizácie výrobkov pomocou virtuálnych prototypov.
Zaujímavé? Radi vám poradíme s možnosťami použitia virtuálneho prototypu pri vývoji produktu. Kontaktuj nás.