英斯特朗开发了一种多轴测试夹具
挑战
解决方案
结果
- 模拟的执行速度快了五倍
- 模型快速和容易地改进
- 发现设计缺陷，提高质量
“使用Simscape Multibody，我们运行模拟的速度比以前快了大约5倍。”
安德鲁·普卢默博士，斯特朗
为了确保赛车在赛道上的最佳性能，设计工程师必须在严格的实验室条件下彻底测试他们设计的每一个元素，包括悬架动力学、转向性能和空气动力学载荷。
英斯特朗结构测试公司最近设计了一种复杂的新型多轴测试夹具，用于对赛车施加动态载荷。总部设在德国的机械设计团队与该公司在英国的控制系统专家密切合作。该夹具可在实验室中用于测试车辆对不同转向、制动和加速场景的响应，提供在测试轨道上难以获得的数据。
Instron使用的是Si金宝appmulink®开发控制器和Simscape Multibody™开发测试夹具的机械部分。“能够用一辆有代表性的赛车对整个系统进行建模和模拟，这对项目的成功至关重要，”Instron控制和分析经理Andrew Plummer博士说。
挑战
英斯特朗着手开发一种测试夹具，可以在多个轴上对赛车施加力。然后，他们的客户可以测量和评估汽车悬架和整个操纵动力学的性能。
因此，英斯特朗需要模拟一个高度复杂的测试环境，包括控制器、测试夹具和汽车的机械装置，而汽车本身每个车轮有15个活动部件。该测试夹具集成了控制系统和精密的机械部件。其中包括18个液压执行器，每个执行器都通过带有旋转接头的机械连杆连接到汽车上。需要设计专门的部件，并将其纳入机械设计中，以尽量减少关节中的摩擦。
尽管英斯特朗已经为乘用车和赛车生产了许多整车测试夹具，但该项目需要比以往更高的系统性能和更高的控制精度。
在之前的项目中，Instron使用Simulink对控制系统建模，并使用机械建金宝app模包对机械部件建模。使用单独的环境减慢了设计过程，普卢默说，因为它“需要在两个求解器之间在每个时间步之间来回传递信息。”
解决方案
为了提高效率，Instron使用一个集成环境对每个组件建模。他们选择了MATLAB®， 金宝appSimulink和Simscape Multibody来同时模拟控制器和测试夹具。然后，他们可以使用控制器和测试夹具的模拟结果来改进各自的设计。
英斯特朗工程师在MATLAB和Simulink中开发了新的控制器，并使用Simulink和Simscape Multibody对测金宝app试夹具进行建模。此前，他们开发了一个液压元件的Simulink模型来模拟活塞之间的金宝app压力差。他们将该模型集成到Simscape多体执行器模块中，该模块可以从Simulink中获取信号并将其作为力应用到Simscape多体中。金宝app
他们将控制器的MATLAB和Simulink模型整合到测试夹具的S金宝appimscape多体模型中。然后，他们可以改进Simscape多体模型，使他们能够测试任何测试夹具或控制器设计的性能。
为了加速开发，工程师们使用了Simulink Coder金宝app™从控制系统的Simulink部分生成C代码。金宝app该代码运行在与Instron标准数字控制器相连的高速处理平台上。
结果
模拟的执行速度快了五倍．“以前，当我们在Simulink和机械建模包之间进行协同模拟时，信息必须在两个求解器之间在每个金宝app时间步之间来回传递，”Plummer说。“使用Simscape Multibody，我们运行模拟的速度比以前快了大约5倍。”
模型快速和容易地改进．普卢默解释说:“我们实际上已经改进了机械设计，这样我们就可以使用Simscape多体模型测试任何设计理念，并根据我们从模拟中得到的结果对其进行改进。”
发现设计缺陷，提高质量．Plummer说:“使用Simulink和Simscape Multibody，我们已经能够理解很多领域。金宝app“我们使用Simscape Multibody来消除机械设计中的潜在缺陷。例如，我们能够检查各种机械接头上的负载，以确保组件的耐用性。”
下载188bet金宝搏产品使用
您也可以从以下列表中选择一个网站