Kon Monikappalesimulointi Janne Ojala

Transkriptio

1 Kon Monikappalesimulointi Janne Ojala

2 Kurssin järjestelyt Janne Ojala Vastuuopettaja Luennot (K3 217) Harjoitukset (K1 238b) Vastaanotto sopimuksen mukaan 2

3 Aikataulu vko pvm Luento 8:30-10:00 Pts Harjoitus Pts Aloitusluento Simuloinnin rakentaminen Rajoitteet ja liikkeet 1 ADAMS Tutoriaali Voimat ja yhtälöt 1 Tasonostin Simu. matematiikka 1 Keskipakosäädin Joustavat rakenteet (?) 2 Takalaitanostin ADAMS script ja säätö 1 Moukarin heitto ja pomput Ajoneuvomallinnus (?) 1 Joustavat rak. Ja makrot Simulointi Suunnittelussa 1 Machinery/Kuorma-auto 1 46 Kaivinkone 2 47 Kaivinkone jatkuu - 3

4 Suoritus 1/2 Pitää suorittaa yhteensä 12 pistettä Joista 7 pistettä harjoituksista - Harjoituksista saa 0, 0.5 tai 1 pistettä (paitsi viimeisestä joista saa 0-2 pistettä) Harjoituksen palautus sähköpostilla - Kahden hengen ryhmät, voi vaihtua viikottain - Viimeistään 2 viikkoa harjoituksen jälkeen - Osoitteeseen janne.ojala@aalto.fi - Otsikolla Monikappalesimulointi harjx. OPNUM, OPNUM 4

5 Suoritus 2/2 Kurssi etenee kuin juna Tee alkupään harjoitukset hyvin - Auttaa rutinoitumisessa - Et jää viikolla muita jälkeen Tee harjoitukset harjoitukseen varatulla ajalla Vinkkejä jaossa Help ompi löytää pari Kurssi on helppo mikäli käytät aikasi hyvin Poikkeuksia on vaikea hyväksyä koska aikaa on 5

6 Kurssin tavoitteet Ymmärtää mitä mekanismien simuloinnilla tarkoitetaan. Tietää mihin simulointia voidaan käyttää. Oppia tekemään malli ADAMS ohjelmistolla. - Ymmärtää että vastaavat konseptit toimii muissa ohjelmissa Oppia analysoimaan dynaamisia mekanismimalleja. Saada käsitys mallin tekemisen vaatimuksista. Käsitellä kriittisesti simulointi tuloksia. 6

7 Simulointi

8 Miksi Simuloidaan Dynamiikkaa Suurinta osaa differentiaaliyhtälöitä Ei voi ratkaista analyyttisesti - Lähes kaikki analyyttiset mallit hyvin likiarvoisia Haetaan siis tarkempia tuloksia Vastineeksi uudet haasteet Miksi ei mallinneta analyytisesti? Näin voi toki tehdä - prosessi on matemaattisesti vaativa ja raskas

9 Milloin simuloidaan dynaamista käyttäytymistä? Liikenopeudet ovet huomattavia Suhteelliset massat suuria Törmäystarkastelu Värähtely Optimointi Matalissa nopeuksissa staattinen tarkastelu riittää Laitoksen nimi

10 Pitää muistaa Laskut ovat malleja Niin analyyttiset kuin numeeriset laskut ovat vain malleja Mallit vaan niin hyvät kun lähtötiedot - Esim. Miten kitkakerroin määritetään ja mikä sen vaihtelu on - Garbage In Garbage out periaate Todellisuus voittaa mallin

11 Simuloinin vaiheet Suunnittelu Mitä tarvitset Et voi simuloida kaikkea Mallinnus Esiprosessointi Empiirisen datan alustus Simulointi Jälkiprosessointi Kuvat, kuvaajat, animaatiot ja raportit

12 Sanastoa Käytetyt akronyymit - MBS = Multi Body System - MKS = Mehrkörperdynamik Simulation - MSS = Mechanical System Simulation - MSA = Mechanical System Analysis Suomenkieliset termit - Mekanismien simulointi - Virtuaalisuunnittelu - Virtuaaliset prototyypit - Aineeton tuotekehitys - MBD = Multi Body Dynamics - 4D 12

13 MBS ohjelmistot 1/2 Yleiset MSC. ADAMS, MSC Software LMS Virtual.lab Motion (DADS) SIMPACK, Intec GmbH MADYMO, TNO Muita - Advisor, Agem, Autosim, Autodyn, Bamms, Cmps, Compamm, Cosim, Lms/Imita, 3D- Mecano, Medyna, Neweul, Nubemm, Nustar, Odam/Okam, Sdfast, Sidive, Vampire, Vads, Voco, Zanel, Alaska, Mesa Verde, Nucars, jne... 13

14 MBS ohjelmistot 2/2 ADAMS Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems - Kehityksen juuret Michiganin yliopistossa - Yhtiö 1977, ensimmäinen kaupallinen versio Autoteollisuuden rahoittama - Yleisin MBS ohjelmisto Käytössä lähes kaikilla autonvalmistajilla - Miksi käytämme ADAMS:ia? Koska se on joskus hankittu TKK:lle 14

15 Käyttäjiä suomessa - CSC-Tieteellinen laskenta - Aalto yliopisto, TTY, LTY, OY, Wärtsilän teknillinen oppilaitos - VTT - Patria Vehicles - Sandvik Tamrock - Kone Cranes - VR - Lillbacka Powerco - John Deere - Metso paper - Junttan - Valtra - Pematechno 15

16 ADAMS View Ohjelmasta Ohjelma on suunniteltu kehittäjille Ei käyttäjille kuten esim. Creo - Käyttäjämoduuleitakin löytyy (emme käytä) Tuo tiettyä haastetta käyttöön - Ohjelma on lisäksi hyvin vanha - Luo erilaisen käyttökokemuksen - Soveltuu tehtäväänsä hyvin Ohjelma on hyvin tunnettu Joillakin aloilla ainoa ohjelma johon luotetaan Tieteellisesti todistettu toimivaksi

17 Lähdemateriaalia SAE, Vehicle Dynamics and Simulation nd International colloquim on vehicle Tyre Road Interaction, VERT-project MET, Dynamiikan simuloinnin mahdollisuudet moniteknisten konejärjestelmien tuotekehityksessä H Rahnajet, Multi-Body Dynamics Eero-Matti Salonen, Dynamiikka II kappale 13 A. Shabana. Dynamics of Multibody Systems. Cambridge University Press Mike Blundell and Damian Harty, Multi-Body Systems Approach to Vehicle Dynamics, SAE 17

18 Käyttökohteita MBS ohjelmille Avaruus- ja lentokoneteollisuus Autoteollisuus Biomekaniikka Sotilassovellukset jne Koneenrakennus Kiskokalustoteollisuus Työkoneteollisuus Huviteollisuus 18

19 Esim. Säiliöajoneuvoyhdistelmien 1/2 dynaaminen käyttäytyminen Laitoksen nimi 19

20 Esim. Säiliöajoneuvoyhdistelmien 2/2 dynaaminen käyttäytyminen - Perävaunun maksimikallistuma väistöliikkeen aikana 3,00 2,50 Kallistuma [º] 2,00 1,50 1,00 0,50 0, Täyttöaste [%] Laitoksen nimi 20

21 Esim. Rengasmalli 1/2 vertailu ja verifiointi Mallin tarkistetaan vertailemalla oikeaan mittausdataan Tätä kutsutaan verifioinniksi Laitoksen nimi 21

22 Esim. Rengasmalli 2/2 vertailu ja verifiointi Laitoksen nimi 22

23 Esim. VERT 1/2 Vehicle Road Tyre Interaction Vaarallisten tilanteiden simulointi Alfa-Romeo 156 lumella jäällä EU-projekti sateella 23

24 Esim. VERT 2/2 Vehicle Road Tyre Interaction Sivuttaiskiihtyvyys kun v=60km/h measurement simulation Lateral acceleration [m/s^2] Time [s] 24

25 Esim. Hissin ovi Miten hissin ovi käyttäytyy Kuvassa muodonmuutokset ajon aikana 25

26 Lopuksi 2/2 Aina ei voi voittaa 26

27 Onko kysymyksiä? Kommentoitavaa? 27

28 Loppu