Simulace řeší Složité Výpočty Technologie Pohonů

Simulační technologie již dávno našly své místo v jednoduchých aplikacích. Ve vývojové a konstrukční technologii je však nyní možné simulace použít také pro výpočet velmi složitých modelů. Geometrie vícedílných těles s částečně odlišnými materiálovými vlastnostmi se kombinují s výpočty průtoku (pro proudění oleje, benzínu, vody nebo vzduchu) a počítají se za různých podmínek prostředí

Disciplína, která vyžaduje odborné znalosti, ale zároveň může také poskytnout obrovskou podporu ve stavebnictví. Na příkladu spojkové brzdy zadní nápravy v sektoru užitkových vozidel ukazuje strojírenská firma Merkle & Partner z Heidenheimu možnosti, které simulační technologie již nabízejí. Inženýrská kancelář již léta provádí simulace pro vývojové služby, prototypování a testování. Merkle & Partner nedávno také používal simulační technologie ve fázi vývoje brzdy zadní nápravy v sektoru užitkových vozidel - s mimořádně dobrými výsledky.

Obrázková galerie

Co odlišuje spojkovou brzdu

Měla by být vyvinuta spojková brzda, která se používá pro zpomalení zadní nápravy. Brzdy spojky jsou vystaveny nejnepříznivějším podmínkám: mohou absorbovat vysoké síly, jsou trvanlivé a jsou ovládány uzavřeným, olejem chlazeným systémem.

Kinetická energie se pomocí tření mění na teplo. Stručně řečeno, spojková brzda má podobnou strukturu a funkci jako spojka s více deskami, která má také vyrovnávat hřídele rotující různými rychlostmi. Účinnost brzdy a chlazení olejem proto do značné míry určují geometrii samotných disků.

Uživatel splňující mechatronickou pohonnou technologii

Technologie mechatronického pohonu zaměřená na uživatele se zaměřuje na mechanické komponenty ozubených kol, spojek a brzd, jakož i na jejich design, dimenzování a interakci v celém mechatronickém systému.

Více informací

Podrobnější znalosti díky simulaci

Simulační výpočty lze použít ve všech fázích vývoje a testování brzd. Simulace dosahuje zvláště vysokých výhod ve vývoji produktů. Na příkladu brzdy spojky byl zkonstruovaný model přenesen do simulačního softwaru a nastaven inženýry společnosti Merkle & Partner.

„Stejně jako jednoduché simulace nabízejí komplexní simulace podrobnosti a poznatky, které je obtížné nebo částečně nemožné rozpoznat testováním. Zkušenost inženýra je vždy rozhodující pro cílenou simulaci. Jde o sestavení výpočtu tak, aby výpočetní úsilí zůstalo hospodárné, ale důležité detaily lze stále rozpoznat, “říká Christian Mielke, vývojový inženýr a projektový manažer ve společnosti Merkle & Partner. Pro simulaci byly rozhodující geometrie lamel a efektivní zásobování olejem.

O simulaci variant pro optimální konstrukci

Velkou výhodou simulace je testování různých parametrů v reálných podmínkách, které lze specifikovat prakticky. Například v tomto projektu bylo docela snadné zkoumat různé teploty oleje, například, zjistit, zda brzda pracuje jak v nepřetržitém provozu při teplotě kolem 90 ° C, tak například při startování chladného zimního rána v Norsku při -20 ° C. ° C. Kromě toho by tyto testy mohly být prováděny relativně snadno s různými geometriemi lamel, aby se ověřila optimální konstrukce.

Simulace dokumentace

Jak simulace zlepšuje vývoj produktu

Za výměnu s designéry

Během virtuální optimalizace jsou výpočetní inženýři společnosti Merkle & Partner v neustálém kontaktu s návrháři a vývojáři a poskytují důležité informace, které mohou návrháři pomoci. Tímto způsobem je každá geometrická změna realizována cíleným a efektivním způsobem, který zohledňuje nejen mechanické aspekty, ale i celý systém.

Tento postup znamená obrovskou úlevu pro stavební práce a je velmi oceňován zákazníky společnosti Merkle & Partner; je nezbytnou součástí zavedeného procesu vývoje.

Simulace nahrazuje bezpočet testů

Nejúčinnější zásobování olejem bylo také testováno za různých podmínek prostředí. Největší výzvou je, jak nastavit geometrie ploutví tak, aby olej mohl být rovnoměrně rozložen všude. Přívod oleje musí být optimalizován stejně jako vypouštění. Vzhledem k tomu, že olej má důležitý úkol odvádět teplo vznikající třením, musí na nalezení nejlepšího řešení spolupracovat mnoho faktorů.

„ Obvykle pro takové procesy používáte bezpočet testů. Nainstalují se různé geometrie a poté se testují v reálných podmínkách. Výsledky jsou porovnány, aby bylo nalezeno nejlepší možné řešení, “říká Christian Mielke. Nejenže jsou spotřebovány materiální zdroje, ale také čas. A konečné řešení obvykle není optimální.

Simulace ve střední třídě

Začínáme se simulací: překážky a jak je překonat

Potřeboval jen jeden prototyp

"Rozšířili jsme geometrii pro přívodní potrubí pro spojkovou brzdu." Simulace ukazují, co se v experimentech často stává neodhaleným. Samotný zákazník by pravděpodobně přišel s řešením, které jsme mu předložili, po mnoha testech, “říká Mielke. Práce mezi experty na simulaci a vývojovým oddělením zákazníka trvala asi 3 až 4 měsíce, přičemž práce čistého muže trvala asi dva měsíce.

Zákazník musel sestavit prototyp pouze jednou. Obvykle to musí být provedeno několikrát a to vyžaduje obrovské náklady a dobu vývoje. Prototyp, který byl optimalizován pomocí simulací, byl také podroben několika testům. Práce zkušebních techniků není simulací nijak zastaralá, je jednoduše zjednodušena.

Výhody simulace

Simulace šetří náklady a čas, které je obtížné předem vyčíslit. Je také pevným zákonem, že náklady na opravu chyby se zvyšují později, než se vyskytuje v projektu.

Super roztavení každého výrobce musí vyvolat produkt, který již byl dodán, aby se odstranily kritické chyby. To jsou často nedostatky, které by byly identifikovány v simulacích dlouho předtím, než byl první prototyp fyzicky sestaven.