Easy 5 — система моделирования и расчета сложных

Easy 5 - система моделирования и расчета сложных технических систем и устройств

Конструирование механической части и системы управления Проект механической части Конструкция механической части Концепция Реальный прототип Проверки & Испытания Конструкция системы управления Проект системы управления 3

Инструментарий для создания полной виртуальной модели изделия Механизмы и конструкция Гидравлика & Система управления Adams Easy 5 Нагрузки Динамика и прочность MSC Nastran Patran Flight. Loads, Dytran … 4

Конструирование механической части и системы управления Проект механической части Конструкция механической части Виртуальный прототип Концепция Проверки & Испытания Реальный прототип Единая модель Конструкция системы управления Проект системы управления 5

Что такое Easy 5 § § Инструмент моделирования систем на схемном уровне § Проектирование – Моделирование – Линейные & нелинейные расчеты Многодисциплинарное моделирование § Гидравлика – Пневматика – Система управления – Электрические привода – Механизмы – Динамика – Терморегулирование 6

Easy 5 среди VPD систем Как контролировать скорость коленвала? Easy 5 Какие силы действуют на коленвал? Adams Какие напряжения возникают в коленвале? MSC Nastran , Marc Каким будет срок работы коленвала? Fatigue Каков будет уровень шума при работе? Actran 7

Библиотеки компонентов Easy 5 • Hydraulic Basic Library – библиотека компонентов для моделирования гидромеханических систем • Thermal Hydraulic Advanced Library – расширенная библиотека компонентов для моделирования гидромеханических систем с учетом температур • Gas Dynamics/Pneumatic Library – библиотека компонентов, включающих расчётные модели, учитывающие сжимаемость газа • Multiphase Fluid Library – библиотека компонентов устройств, основанных на фазовых превращениях • Aerospace Vehicle Library – библиотека компонентов для моделирования динамики летательных аппаратов (включая динамику собственно летательного аппарата, устройств управления и состояния атмосферы) 8

Новые возможности в Easy 5 2005 r 1 • • Новый интерфейс под Windows, не требующий Exceed Полностью обновлена документация Улучшен интерфейс с Adams: добавлена возможность просмотра результатов Easy 5 в Adams/Post. Processor и использование решателя Adams C++ Более быстрое и эффективное моделирование гидромеханических систем с учетом температур Более быстрое и эффективное моделирование систем с подшипниками скольжения В библиотеку компонентов для моделирования гидромеханических систем с учетом температур добавлен новый элемент: топливо для реактивных двигателей Разработан новый интерфейс Easy 5 – MSC Nastran – для учета информация о реальной жесткости тел Улучшена интеграция с системой MATLAB/Simulink 9

Примеры Самые различные области применения Easy 5: от космоса до коммунальной техники

Пример: Boeing – система спасения EVA • Система Easy 5 использовалась для нахождения и исправления аварийных мест в двигательной системе спасения астронавта • Были найдены и модифицированы проблемные узлы без проведения дорогостоящих и опасных натурных испытаний Авария Регулятор 11

Пример: мусоровоз • Использование Easy 5 позволило добиться 35% экономии топлива используя различные гибридные технологии • Однократное внедрение таких технологий позволяет получать значительную экономию топлива 12

Полнофункциональное моделирование работы привода закрылка

Моделирование работы привода закрылка с электрогидравлической системой управления Закрылок • Используется при взлете для увеличения подъемной силы и при посадке – для создания дополнительного сопротивления • Две передачи винтгайка • управление осуществляется гидравлическими, электрическими или гибридными приводами 14

Схема разработки «полной» модели закрылка Упругая модель Создание упругих моделей для передачи их в Adams Инструмент: MSC Nastran Устройство управления закрылком Создание модели устройства управления, включающего систему управления и электрогидро-механические системы силового привода. Ниструмент: Easy 5 Динамическая модель привода закрылка Объединение модели механизма и модели устройства управления закрылком, а так же приложение аэродинамических нагрузок с целью создания полной динамической модели для детального исследования работы всей системы в целом. Инструмент: Adams Механизм закрылка Создание модели механизма привода закрылка Инструмент: Adams Оптимизация конструкции Улучшение характеристик привода путем изменения параметров гидрообъемного привода и увеличения коэффициента усиления системы управления Инструмент: Adams Упругая модель закрылка Замена твердотельных компонентов в полной модели закрылка на упругие. Анализ работы закрылка, исследование проблем при работе и подбор параметров системы управления с учетом возникших «неполадок» в работе всей системы. Инструмент: Adams Нагрузки Генерация внешних аэродинамических нагрузок на закрылок Инструмент: MSC Nastran/Flight. Loads или Dytran 15

Полная модель: система управления + модель механизма привода закрылка Модель устройства управления Easy 5 Кинематическая модель Усилия силового привода Adams Углы и скорости отклонения закрылка • В полную динамическую модель закрылка, входят: • модель механизма • модель устройства управления закрылком • аэродинамические нагрузки 16

Полная модель § Проверка работоспособности полной модели § Неудовлетворительные характеристики: § Чрезмерные вибрации § Закрылок «залипает» в полностью выдвинутом положении § Требуется более мощный гидрообъемный привод 17

Анализ работы привода с учетом податливости закрылка 18

Моделирование гидравлических систем с помощью Easy 5

Пример: Гидравлическая система Boeing 787 Гидравлическая система – важное звено системы управления Быстрое закрывание клапанов сервоприводов управляющих поверхностей и высокие скорости течения жидкости приводят к появлению всплесков давления в гидравлических магистралях… Наличие таких пиков выводит из строя гидравлическую … в разных частях систему самолета 20

Пример: Гидравлическая система Boeing 787 Pre-built Hydraulic SYSTEM blocks Pump: Eg. of a hydraulic system in one block Eg. Pump ETC… Easy 5 Matched flight test data Точная модель гидравлической системы в Easy 5 Сложная, много компонентная модель гидравлической системы До После На упрощенных моделях невозможно отловить всплески давлений Точно рассчитанные пики Без пиков 21

Пример: Гидравлическая система Boeing 787 Fortran Более глубокий анализ результатов, полученных в Easy 5 позволил сократить количество гидравлических аккумуляторов в системе. Structural Mode Dynamics One-dimensional Function Positive Displacement Pump (no P state) N-section Pipe (w friction) -10 Ti x 35' Lg N-section Pipe (w friction) N-section Pipe (w friction) Adiabatic Merge w exit orifice N-section Pipe (w friction) N-section Pipe Split with exit orifice (w friction) (at port 3) N-section Pipe (w friction) Adiabatic volume N-section Pipe (w friction) “Эта работа позволила сэкономить несколько миллионов долларов при производстве самолета и снизить стоимость технического обслуживания, что будет выгодно авиационным компаниям. ” N-section Pipe (w friction) Adiabatic volume N-section Pipe (w friction) Return Manifold (psia) 100 Adiabatic volume N-section Pipe (w friction) Fortran Adiabatic volume -10 AL x 34' Lg Parameter Input. 02735 Fortran -- Systems Engineer BCAG Mechanical Systems Engineering Split with exit orifice (at port 3) Adiabatic volume Split with exit orifice (at port 3) Plenum Merge (storage only) Servo Valve (var area gradient) 22 2 Chamber Actuator w Viscous Friction Split with exit orifice (at port 3)

Easy 5 является одной из самых уникальных и важнейших компонент современных VPD технологий Спасибо за внимание!