Контейнеровоз медленно покидает причал. Внутри дизельные двухтактные двигатели. Мощность 60 000 кВт заставляет все вибрировать: соединения на двигателе, трубопроводы высокого давления для топлива и смазочного масла, трансмиссия, лестницы, ступени, полы и потолки из стали - просто все. Вибрации передаются по всему корпусу. «Огромная проблема: вибрации не только мешают, но и повреждают важные части корабля», - говорит Дипл. Хайко Ацродт, ученый в Fraunhofer LBF в Дармштадте. Однако эта проблема существует не только на судах - нежелательные вибрации также приводят к дорогостоящим сбоям в машинах и системах, например, когда компоненты больше не могут выдерживать нагрузки.
Имитация снижения вибрации на компьютере
Это можно исправить с помощью систем Adaptronic: они помогают уменьшить вибрации. Fraunhofer LBF имеет запрограммированное программное обеспечение для моделирования, которое можно использовать для эффективной разработки этих систем: набор инструментов для механического моделирования. «Впервые доступно программное обеспечение для моделирования систем Adaptronic. На сегодняшний день не было непрерывного процесса разработки таких систем. Соответствующее программное обеспечение до сих пор было доступно только в качестве автономных решений », - сказал Атзродт.
Программное обеспечение может использоваться для моделирования пассивных и адаптронных систем для снижения вибраций на компьютере. Никакая дополнительная электрическая энергия не вводится в пассивные системы. Они работают только через свою структуру. Например, пружины и дополнительные массы уменьшают вибрации мостов, подшипников двигателя или коробки передач, изменяя пути передачи. «Тем не менее, существуют ограничения для этих систем, особенно для мобильных приложений, поскольку они не могут быть такими большими и тяжелыми, как хотят», - объясняет Ацродт. Тогда в игру вступают адаптронные системы.
Три набора инструментов дополняют Matlab / Simulink
Эти компоненты преобразуют подаваемую электрическую энергию в механическую энергию и, таким образом, активно противодействуют вибрациям. В результате они более эффективны, несмотря на их меньший вес и меньшие размеры. Ящик для инструментов Fraunhofer LBF имитирует вибрацию и необходимую адаптронную систему. Начиная с простой модели, виртуальная система может быть позже построена сложно.
Всего доступно три набора инструментов, которые были написаны для Matlab / Simulink и предназначены для разумного расширения этих программ. Это означает, что пользователю доступны все опции Matlab / Simulink, а также блоки и функции Toolical Simulation Toolbox. По словам Атзродта, комбинация предлагает хорошую возможность для реализации стратегии моделирования для разработки пассивных и активных мер, поскольку адаптронные системы могут быть спроектированы шаг за шагом на компьютере. «Это экономит время и деньги на дорогие прототипы. Системы могут быть оптимально спроектированы с самого начала », - отмечает Атзродт. Среда моделирования не ограничивается доставкой. «Его можно использовать везде, где возникают вибрации», - говорит Атзродт.
Программное обеспечение состоит из трех пакетов:
- Структура и вибрация: Панель инструментов «Структура и вибрация» была создана для разработки и анализа пассивных мер по снижению вибрации. В сочетании с набором инструментов Smart Structure можно отобразить полуактивные и активные системы.
- Интерфейс Ansys-Matlab: Панель инструментов интерфейса Ansys-Matlab связывает возможности инструмента FE Ansys с Matlab / Simulink. С помощью набора инструментов модели Ansys могут быть сокращены, а совместное моделирование реализовано различными способами.
- Интеллектуальные структуры. С помощью панели инструментов Smart Structures панель инструментов структуры и вибрации дополняется возможностью имитации полуактивных и активных систем. Панель инструментов появится в ближайшие несколько месяцев.