Сокращая время проектирования

Программный пакет Adams (Automated Dynamic Analysis of Mechanical Systems) разрабатывается с 1974 года. За прошедшее время возможности программного пакета Adams значительно расширились: появились возможность интеграции моделей упругих тел, возможность интеграции с программными пакетами для моделирования систем управления с использованием блочно-схемного подхода, возможность моделирования контактного взаимодействия упругих тел и многое другое.

Наряду с наращиванием возможностей программного пакета Adams "общего характера" компания MSC.Software предлагает также проблемноориентированные приложения на базе этого пакета, например, Adams Car для комплексного автоматизированного моделирования и расчета колесных транспортных средств и Adams Tracked Vehicle для моделирования и расчета транспортных средств с гусеничным движителем.

Программный пакет Adams имеет открытую архитектуру, что позволяет не только компании MSC.Software разрабатывать проблемноориентированные приложения для решения задач конкретных отраслей промышленности. Например, компания VI-grade GmbH (ФРГ) разработала и поставляет специализированные приложения (plug-in для Adams) для автоматизированного моделирования и расчетного анализа железнодорожного подвижного состава (VI-Rail), устройств шасси самолетов (VI-Aircraft), двухколесных транспортных средств (мотоциклов, VI-Motocycle), гоночных автомобилей (VISportsCar) и др. Компания LifeModeler, Inc. (США) разрабатывает на базе Adams и поставляет специализированные приложения для моделирования опорно-двигательного аппарата человека и проведения биомедицинских иссследований.

Развитие программного пакета Adams продолжается, расширяются его возможности. В 2012 году MSC.Software начала поставки специализированного модуля Adams Machinery, который адресован промышленным компаниям, разрабатывающим и производящим широкий спектр изделий, включающих зубчатые, ременные, цепные, тросовые передачи, а также подшипниковые опоры и приводные электродвигатели. Применение модуля Adams Machinery позволяет в разы сократить затраты времени на подготовку расчетных моделей изделий, включающих вышеуказанные конструктивные элементы и практически исключить ошибки моделирования. Рассмотрим отдельные функциональные модули, входящие в Adams Machinery.

Модуль "Gear" позволяет создавать расчетные модели изделий, включающих прямозубые, косозубые, конические, ги-поидные и червячные передачи, передачи шестерня-рейка и др. Все параметры, характерные для зубчатых передач и принятые в инженерной практике, учитываются в создаваемых расчетных моделях, положение и конструкция шестерен определяются заданием параметров модели.

Для создания модели планетарной передачи предлагается пошаговый сценарий, существенно облегчающий процесс моделирования. В постпроцессоре Adams генерируются специфические параметры, характеризующие работу зубчатой передачи.

Создаваемые расчетные модели позволяют учитывать и исследовать такие явления, как зазоры, трение, люфты и т. п. Параметризация модели позволяет проводить исследование большого количества вариантов зубчатой передачи.

Модуль "Gear" может с высокой эффективностью применяться во всех отраслях промышленности, которые разрабатывают и изготавливают изделия, включающие зубчатые передачи: автомобилестроение, станкостроение, робототехника, двигателестроение, транспортное машиностроение (разработка и производство локомотивов для железных дорог), краностроение, оборонная техника и др.

Модуль "Chain" обеспечивает моделирование передач с роликовой или зубчатой ("бесшумной") цепью. Наряду с собственно цепью и звездочками модель может включать устройство натяжения вращательного или поступательного типа, подвидвижное или фиксированное.

Звездочки могут располагаться в одной плоскости или быть сдвинутыми относительно друг друга ("трехмерная" передача). С применением модуля "Chain" может быть исследована динамика цепной передачи, нагрузки, действующие на цепь и звездочки, подобраны параметры устройства натяжения для обеспечения требуемых характеристик передачи.

Модуль "Chain" должен быть востребован в компаниях, разрабатывающих и изготавливающих цепные передачи, причем чем быстроходнее и ответственнее разрабатываемая цепная передача, тем актуальнее применение указанного расчетного модуля. Одними из основных пользователей модуля "Chain" являются разработчики быстроходных двигателей внутреннего сгорания и компании, работающие в области робототехники.

Модуль "Belt" предначначен для моделирования и расчета передач с гладкими, поликлиновыми, трапецевидными и зубчатыми ремнями. Шкивы передачи могут находиться в одной плоскости, быть соосными или несоосными (ременная передача со скрещивающимися и пересекающимися валами). Расчетная модель передачи может включать устройство натяжения ремня. Применение расчетной модели ременной передачи позволяет выбрать ее конструктивные параметры, обеспечивающие передачу заданной мощности при минимизации нагрузок на ремень и исключения возможного проскальзывания ремня по шкивам (что влечет его быстрый износ).

Модуль "Belt" адресован прежде всего разработчикам быстроходных ремен-ных передач с высоконагруженными ремнями (приводы станков, транспортеров, дорожных и строительных машин и т. п.).
Примерами ответственных быстроходных высоконагруженных ременных передач являются ременные приводы газораспределительного механизма и вспомогательных агрегатов двигателя внутреннего сгорания.

Модуль "Cables" предназначен для моделирования и расчета изделий, включающих тросовые системы. Особенностью тросовой системы состоит в том, что это объект, характеризующийся распределенными массами и жесткостями.

Учет этой особенности в значительной степени определяет точность результатов, получаемых при расчете. Использование модуля "Cables" позволяет с высокой точностью анализировать вибрацию тросов, а также получать историю нагружения шкивов для последующей оценки их долговечности. Модуль позволяет исследовать влияние проскальзывания троса на общую динамику системы.

Тросовые системы широко распространены в такой ответственной технике, как подъемно-транспортные машины. Одними из первоочередных требований к подъемно-транспортной технике являются высокая надежность и долговечность. В тоже время чрезмерные запасы прочности (если они будут заложены в конструкцию машины) ухудшают технико-экономические показатели изделия и, соответственно, снижают его конкурентоспособность. Использование модуля "Cables" позволяет оптимизировать конструкцию изделия и обеспечить его высокое качество при минимуме опытных образцов.

Практически все машиностроительные изделия включают подшипники качения. От точности моделирования этих конструктивных узлов во многом зависит качество проводимого инженерного анализа изделия в целом. Модуль "Bearing" включает параметризованную модель подшипника и библиотеку параметров более чем 24 тысяч подшипников восьми ведущих мировых производителей. Пользователь Adams Machinery имеет возможность указать компанию-производителя, выбрать тип подшипника (например, шариковый или роликовый и т. п.) и его типоразмер, и программа автоматически сгенерирует соответствующую модель подшипника и интегрирует ее в комплексную модель изделия. Модуль "Bearing" поддерживает возможность задания нелинейного жесткостного отклика подшипника и учет характеристик более чем 120 типов смазочных материалов. Применение модуля "Bearing" существенно сокращает временные затраты на подготовку расчетных моделей изделий, включающих подшипники, практически исключает вероятность возникновения ошибок и повышает точность получаемых результатов.

Модуль "Bearing" может эффективно применяться во всех отраслях промышленности. Точное виртуальное моделирование сложных технических устройств требует включения в расчетную модель "источника движения", в качестве которого во многих случаях используется электромотор. Модуль "Electric motor" позволяет встраивать в виртуальную модель любое количество электродвигателей. Моментные характеристики электромоторов можно задавать напрямую (вводом табличных данных) или с помощью аналитических моделей, которые описывают электродвигатели последовательного и параллельного возбуждения, бесколлекторные электродвигатели, шаговые электродвигатели и синхронные электродвигатели переменного тока. Модели электродвигателей могут интегрироваться с моделями систем управления в пакетах Easy5 и MATLAB/Simulink.

Применение модуля "Electric motor" позволяет оперативно внедрять в виртуальную модель устройства точную модель электродвигателя и проводить детальные исследования влияния его характеристик на поведение изделия вцелом.

Применение модуля "Electric motor" особенно эффективно в отраслях, связанных с разработкой точных механических устройств с электроприводом, например, в робототехнике.

Фото и материалы предоставлены компанией MSC.Software