Utilizarea Simularii Dinamice in proiectarea produselor

Prin simularea comportamentului unui mecanism sau a altor ansambluri actionate de motoare puteti intelege mai bine modul in care vor actiona acestea fara a fi nevoiti sa realizati un prototip real. Puteti folositi Simularea Dinamica in Autodesk Inventor Professional pentru a analiza conditiile de functionare dinamice ale proiectului dumneavoastra intr-un ciclu complet de functionare.

Introducere

In cazul multor masini, indeplinirea functiilor depinde de miscarea si sincronizarea componentelor lor. Ca urmare, intelegerea miscarii componentelor este foarte importanta in procesul de proiectare. In trecut, acest lucru era costisitor si consuma mult timp, necesitand testare prototipurilor si analize speciale.

Simularea Dinamica (Dynamic Simulation) ofera utilizatorilor de Autodesk Inventor Professional 11 unelte de analiza care permit evaluarea performantelor produselor intr-un mediu 3D. Simularea Dinamica ofera animatie, studiul cinematic al traiectoriilor si pozitiilor si analize dinamice pentru a verifica sincronizarea si pentru a determina fortele. Prin imbunatatirile aduse prototipului virtual, Simularea Dinamica accelereaza procesul de proiectare si permite obtinerea de produse de calitate.

Intrebarile tipice care apar in proiectare si care necesita analiza dinamica includ:

• Cat timp dureaza realizarea unei anumite actiuni ?
• Sunt motoarele suficient de puternice pentru a actiona mecanismul ?
• Este masina suficient de rezistenta ?

Probleme tipice Simularii Dinamice

Daca luam in considerare exemplul unei porti cu inchidere automata, ilustrat in figura alaturata, proiectantul trebuie sa raspunda la mai multe intrebari:

• Cat dureaza inchiderea portii folosind un cilindru hidraulic standard ?
• Ce forta este necesara cilindrului hidraulic pentru a inchide poarta in doua secunde ?
• Ce efort este necesar pentru oprirea portii in timp ce se inchide ? Este forta dezvoltata periculoasa pentru oameni daca ar fi prinsi in poarta care se inchide ?
• Va rezista incuietoarea daca ar avea loc un impact asupra portii inchise ?

Fluxul de lucru al Simularii Dinamice

 Pentru a raspunde intrebarilor de mai sus, proiectantii pot folosi Simularea Dinamica pentru a adauga informatii despre miscarea componentelor intr-un ansamblu Autodesk Inventor.

Etapele de lucru pentru Simularea Dinamica sunt urmatoarele:

   1. Definirea cuplelor cinematice: Identificarea locurilor unde componentele se misca relativ unele fata de celelalte si alegerea tipului cuplei dintr-un set de cuple disponibile (translatie, rotatie, rostogolire etc.)
   2. Definirea mediului: Adaugarea informatiilor despre forta gravitationala, frecare, amortizare, forte exterioare si altele.
   3. Rularea simularii: Urmarirea miscarii modelului, setarea duratei animatiei si a numarului de repetari etc.
   4. Analiza rezultatelor: Generarea informatiilor despre simulare, incluzand pozitii, viteze si acceleratii, reactiuni, forte si momente.

Incarcari dinamice pentru calculul de rezistenta

Simularea Dinamica si Analiza cu Element Finit (FEA) sunt complementare si fuctioneaza bine impreuna in Autodesk Inventor Professional. Incarcarile dinamice aplicate unei componente sunt calculate de Simularea Dinamica si transferate automat catre modulul de Analiza cu Element Finit pentru calculul tensiunilor si deformatiilor. Componenta analizata se afla in echilibru dinamic pe tot parcursul simularii dinamice. Analiza cu Element Finit este realizata la un anumit moment de timp fara a lua in consideratie variatia in timp a incarcarilor.

Pasii pentru realizarea unei astfel de analize sunt:

   1. Simularea Dinamica calculeaza reactiunile din articulatii si fortele de inertie care actioneaza asupra componentei studiate.
   2. Incarcarile determinate la pasul 1 sunt transferate la momentul de timp considerat catre componenta analizata. Incarcarile constau in forte de reactiune si de inertie iar componenta este in echilibru dinamic.
   3. Modulul de Analiza cu Element Finit calculeaza deformatiile si tensiunile considerand componenta selectata in echilibru static.

Concluzii:

Utilizand Simularea Dinamica ca parte integranta a procesului de dezvoltare, proiectantii pot analiza performantele produsului proiectat si pot realiza modificarile necesare imbunatatirii acestuia. De exemplu, se poate analiza foarte usor efectul schimbarii pozitiei cilindrului hidraulic pentru a obtine un anumit timp de inchidere a portii. Simularea Dinamica ajuta proiectantii sa inteleaga comportamentul unui produs si sa analizeze rapid diferite variante si scenarii.

Simularea Dinamica reduce necesitatea unor prototipuri fizice costisitoare. Folosind protipurile virtuale, Simularea Dinamica ofera date despre comportarea produselor inca din primele faze de proiectare. Este mult mai simplu sa modifici modelul virtual decat prototipul fizic pentru a obtine rezultatul dorit.