1 概述
洗衣機(jī)振動(dòng)是個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題,很多影響因素是相互關(guān)聯(lián)和匹配的,很難從單一的參數(shù)上進(jìn)行控制。在現(xiàn)有的工具和軟件中,缺乏針對(duì)洗衣機(jī)特點(diǎn)的振動(dòng)分析流程規(guī)范,使用者不同,建立的模型可能不同,結(jié)果也可能不同。另一方面,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對(duì)產(chǎn)品創(chuàng)新的要求越來(lái)越高,要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期越來(lái)越短。為了縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)及開發(fā)周期,提高CAE工作的效率和質(zhì)量已然成為及待解決的問(wèn)題之一。
建立洗衣機(jī)振動(dòng)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室,開發(fā)面向洗衣機(jī)振動(dòng)分析專用工具,實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模、自動(dòng)化仿真、結(jié)果可視化,可以幫助工程師快速建立洗衣機(jī)振動(dòng)模型及完成振動(dòng)分析;同時(shí)建立減振器和平衡環(huán)數(shù)據(jù)庫(kù),減少了用戶在創(chuàng)建模型時(shí)數(shù)據(jù)輸入工作量,使操作更加便捷。振動(dòng)分析自動(dòng)化系統(tǒng)可極大減輕技術(shù)人員建模和分析的工作量,保證所建模型的合理性、一致性,解決重復(fù)幾何建模和數(shù)學(xué)建模的問(wèn)題,有利于知識(shí)固化,減少了相關(guān)技術(shù)人員的流失所帶來(lái)的損失,加快初學(xué)者掌握軟件的進(jìn)度,最終提高CAE分析的質(zhì)量和效率。
近年來(lái)以Internet技術(shù)為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù),發(fā)展基于網(wǎng)絡(luò)的開放式的CAD/CAE軟件平臺(tái)已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的趨勢(shì)。基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù),使得未來(lái)的應(yīng)用軟件滿足了用戶的需求特點(diǎn),使得不同的設(shè)計(jì)人員可以在不同地點(diǎn),不同時(shí)間,基于不同的操作系統(tǒng)和軟件環(huán)境,使用Web瀏覽器就可以完成數(shù)據(jù)的交互和設(shè)計(jì)分析工作,從而進(jìn)一步提高工作效率,減小產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期(圖1)。
基于云端的洗衣機(jī)振動(dòng)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室,用戶只需要在web輸入分析所需要的參數(shù),不需要了解命令文件產(chǎn)生的過(guò)程,自動(dòng)完成整個(gè)計(jì)算過(guò)程。系統(tǒng)采用完全功能封裝的方式,將模型和命令文件部署在服務(wù)器上,當(dāng)用戶按照設(shè)計(jì)步驟填入?yún)?shù)后,系統(tǒng)自動(dòng)提取相關(guān)參數(shù),調(diào)用后臺(tái)程序完成計(jì)算分析,通過(guò)web方式反饋分析結(jié)果。
圖1 基于web的CAD/CAE軟件平臺(tái)
2 技術(shù)路線
Motionview提供了描述機(jī)械系統(tǒng)必需的所有元素的模型定義語(yǔ)言(Model Definition Language,MDL)。模型拓?fù)潢P(guān)系、模型數(shù)據(jù)以及多體動(dòng)力學(xué)求解器求解需要的控制信息都可以由MDL語(yǔ)言定義。此外,利用Tcl腳本命令可以很方便驅(qū)動(dòng)Motionview進(jìn)行前處理,求解和后處理的自動(dòng)化,給開發(fā)工作帶來(lái)極大的方便。通過(guò)對(duì)已建立模型的MDL文件進(jìn)行修改將其轉(zhuǎn)換為Tcl腳本,可以很方便地把復(fù)雜的系統(tǒng)模型實(shí)現(xiàn)參數(shù)化。
基于云端的洗衣機(jī)振動(dòng)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室包含了模型編輯模塊,求解計(jì)算模塊和計(jì)算結(jié)果顯示模塊,處理過(guò)程中需要實(shí)現(xiàn)各種文件的讀寫,實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的流程,如圖2。
圖2 功能模塊與文件流程圖
Csv文件:模型信息數(shù)據(jù)文件,包括幾何參數(shù),物理參數(shù),求解控制參數(shù)。
Bat文件:模型求解批處理文件,用來(lái)調(diào)用Tcl腳本。
Log文件:日志文件,記錄模型求解過(guò)程中的信息。
Abf文件:一種優(yōu)化的,適合大規(guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行快速曲線繪制的二進(jìn)制文件。
H3d文件:計(jì)算模型和結(jié)果動(dòng)畫文件。
Html文件:計(jì)算結(jié)果web瀏覽器文件。
洗衣機(jī)模型信息通過(guò)在web瀏覽器輸入后,在服務(wù)器端會(huì)生成Csv文件;在web端提交計(jì)算后,將執(zhí)行后臺(tái)的批處理文件,而批處理命令會(huì)調(diào)用Tcl腳本,Tcl腳本通過(guò)讀取Csv文件的模型數(shù)據(jù)信息自動(dòng)進(jìn)行建模,求解計(jì)算和生成計(jì)算結(jié)果,其中執(zhí)行計(jì)算過(guò)程的信息在log文件顯示,計(jì)算結(jié)果包括Abf和H3d文件;最后報(bào)告模板文件Tpl將會(huì)通過(guò)讀取計(jì)算結(jié)果文件來(lái)生成Html計(jì)算報(bào)告。
3 Web系統(tǒng)運(yùn)行界面
打開IE或者GoogleChrome等瀏覽器,登陸材料與振動(dòng)數(shù)字平臺(tái),進(jìn)入用戶登陸界面,如圖3。
圖3 登錄界面
材料與振動(dòng)數(shù)字平臺(tái)包括三個(gè)功能模塊:跌落分析,振動(dòng)分析和強(qiáng)度分析,如圖4。
圖4 功能模塊選擇界面
點(diǎn)擊振動(dòng)分析按鈕進(jìn)入波輪洗衣機(jī)振動(dòng)分析模塊,洗衣機(jī)各部件的模型名稱定義如圖5所示。該模塊可以對(duì)洗衣機(jī)桶體部件模型(內(nèi)桶、波輪、內(nèi)桶底、內(nèi)桶底架、外桶、底板、傳動(dòng)軸、電機(jī)、偏心負(fù)載)、懸掛系統(tǒng)、平衡環(huán)、電機(jī)系統(tǒng)等主要傳動(dòng)部件進(jìn)行參數(shù)化建模。參數(shù)化建模的優(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)各個(gè)部件的幾何參數(shù)和物理參數(shù)進(jìn)行快速更改,如各個(gè)部件的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和重心(如圖6),懸掛參數(shù)(懸掛位置,吊桿長(zhǎng)度,彈簧長(zhǎng)度、剛度、阻尼,見圖7),平衡環(huán)質(zhì)量和動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)(圖8),電機(jī)啟動(dòng)速度(圖9)等,從而方便進(jìn)行性能優(yōu)化,最終達(dá)到快速對(duì)各種設(shè)計(jì)參數(shù)下洗衣機(jī)振動(dòng)性能分析。
圖5 波輪洗衣機(jī)振動(dòng)分析模塊界面
圖6 洗衣機(jī)桶體部件模型參數(shù)設(shè)置界面
圖7 懸掛系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面
圖8 平衡環(huán)參數(shù)設(shè)置界面
模型求解功能包括靜態(tài)、模態(tài)、瞬態(tài),如圖9。其中靜態(tài)分析主要分析桶體在不同負(fù)載下的靜態(tài)位置以及當(dāng)前彈簧剛度、長(zhǎng)度是否能保證靜平衡;模態(tài)分析主要分析懸掛系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能之模態(tài)特性,通常需要保證洗衣機(jī)的固有頻率應(yīng)在一定范圍之內(nèi),過(guò)大容易造成啟動(dòng)性能差;瞬態(tài)分析主要分析洗衣機(jī)在脫水過(guò)程中的時(shí)域和頻域特性。瞬態(tài)分析界面可以設(shè)置的參數(shù)主要有電機(jī)啟動(dòng)速度參數(shù)(具體解釋見圖10),求解計(jì)算時(shí)間,最小時(shí)間步長(zhǎng)和輸出時(shí)間步長(zhǎng)。
圖9 求解參數(shù)設(shè)置界面
圖10 電機(jī)啟動(dòng)參數(shù)
提交計(jì)算后,點(diǎn)擊查看結(jié)果進(jìn)入計(jì)算信息和求解結(jié)果界面(圖11)。點(diǎn)擊Static,Modal和Transient按鈕,可以實(shí)時(shí)查看計(jì)算進(jìn)程,如果正在進(jìn)行模型處理,將會(huì)提示“正在進(jìn)行料求解,請(qǐng)稍后…”,如果后臺(tái)已經(jīng)生成log文件,將出現(xiàn)如圖12界面。點(diǎn)擊計(jì)算結(jié)果,可以查看靜態(tài)結(jié)果報(bào)告(圖13)、模態(tài)結(jié)果報(bào)告(圖14)、瞬態(tài)計(jì)算報(bào)告(圖15)。
圖11 計(jì)算信息和求解結(jié)果界面
圖12 計(jì)算過(guò)程信息
圖13 靜態(tài)結(jié)果報(bào)告
圖14 模態(tài)結(jié)果報(bào)告
圖15 瞬態(tài)結(jié)果報(bào)告
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題:基于MotionView的波輪洗衣機(jī)振動(dòng)仿真的web開發(fā)(上)
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