Projekti / Programi
Hibridne metode dinamičnega podstrukturiranja v industriji bele tehnike
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.11.01 |
Tehnika |
Konstruiranje |
Osnovna in sistemska znanja |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T210 |
Tehnološke vede |
Strojništvo, hidravlika, vakuumska tehnologija, vibracije in akustično inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.03 |
Tehniške in tehnološke vede |
Mehanika |
dinamika prožnih struktur, podstrukturiranje, aparati bele tehnike
Raziskovalci (17)
Organizacije (2)
Povzetek
Mirno in tiho bivalno okolje postaja čedalje pomembnejši dejavnik kvalitete življenja. Uporabniki in posledično proizvajalci gospodinjskih aparatov nivoju hrupa posvečajo vse večjo pozornost. Pogosto izpostavljene akustične lastnosti izdelkov tako odražajo merilo kakovosti, s katerim proizvajalci dosegajo konkurenčno prednost. Zasnova izdelka ter njegove vibroakustične lastnosti sta namreč pomembna dejavnika, ki prispevata k občutku dodane vrednosti ter s tem zadovoljstva uporabnikov.
Ključ za zagotavljanje želene kakovosti je tako popoln nadzor dinamskih lastnosti vseh elementov. Pri tem so posamezne komponente razvite s strani primarnih proizvajalcev, medtem ko je zaradi trenda specializacije vse več komponent razvitih in dobavljenih pri zunanjih dobaviteljih, nad katerimi primarni proizvajalci nimajo popolnega nadzora. Za industrijo gospodinjskih aparatov je tako značilno, da se ohranja razvoj ključnih delov znotraj podjetja, ki se jim dodaja pomožne komponente, kot so električni motorji, kompresorji in elektro-mehanski sistemi razviti pri specializiranih dobaviteljih. Zaradi velikega števila aktivnih sistemov v današnjih gospodinjskih aparatih bi bil, brez ustreznih dinamskih simulacij, vibracijski odziv ter hrup naprav popolnoma nesprejemljiv. Doseganje optimalne učinkovitosti pri analizi kompleksnih izdelkov se doseže z dekompozicijo celote na manjše enote, njihovo ločeno obravnavo in ob upoštevanju robnih in začetnih pogojev povezovanje delnih rezultatov nazaj v skupni odziv. Na področju strukturne dinamike, ki obravnava lastnosti prožnih struktur podvrženih dinamskim obremenitvam, se tako uveljavljajo metode dinamike podstruktur. Metode predvidevajo delitev obsežnih sistemov na manjše enote ali podsisteme, njihovo ločeno obravnavo strukturne dinamike in nato povezavo posameznih ugotovitev nazaj v celoten odziv.
Dandanes je podstrukturiranje uveljavljeno tako v analitično-numerični in eksperimentalni domeni. Numeričen kot tudi eksperimentalen pristop ponujata svojevrstne prednosti, zaradi česar sta obe področji deležni obsežnih raziskav. Pri tem se nakazujejo smernice v njuno medsebojno povezovanje v smeri razvoja optimalnejšega postopka. Nova metodologija, predstavljena v tem projektu, sledi tem smernicam preko zapisa hibridnega numerično-eksperimentalnega pristopa, katerega glavna prednost se odraža na natančnosti ter konsistentnosti popisa dinamskega modela podstrukture. Slednji pristop tako združuje realen popis preko vključevanja eksperimentalnega modela ter konsistentnost preko zapisa ekvivalentnega numeričnega modela. Z razširitvijo formulacije hibridnega postopka v modalno domeno pa je moč izvesti proces glajenja frekvenčni prenosnih funkcij z uporabo metod modalne sinteze. Na osnovi primerjave modalnih parametrov pa bo možna tudi identifikacija t.i. slabih meritev.
Uporabnost in natančnost predstavljenega pristopa hibridnega modeliranja bo rezultirala v razvoj naprednejših modelov spojev med podstrukturami. Izvedena bo nadgradnja enostavnih točkovnih spojev, ki bo omogočala obravnavo linijskih in površinskih kontaktov. To bo možno z razvojem novih inovativnih merilnih algoritmov na osnovi neposrednega in posrednega merjenja rotacijskih prostostnih stopenj. Večina popisa kontaktnih razmer se še vedno zanaša zgolj na merjenje translacijskih odzivov, zaradi številnih težav in omejitev pri merjenju rotacijskih prostostnih stopenj. Metoda za posredno rekonstruiranje rotacijskih prostostnih stopenj z hitro kamero bo tako predstavljala povsem novo metodologijo za verodostojno popisovanje dinamike spojev med podstrukturami. Cilj projekta je tako modeliranje realnih kompleksih sistemov, ki so ključne komponente dandanašnjih izdelkov bele tehnike.
Pomen za razvoj znanosti
Dandanes je podstrukturiranje dinamskih sistemov uveljavljeno tako v analitično-numerični in eksperimentalni domeni. Numeričen kot tudi eksperimentalen pristop ponujata svojevrstne prednosti, zaradi česar sta obe področji deležni obsežnih raziskav. Pri tem se nakazujejo smernice v njuno medsebojno povezovanje v smeri razvoja optimalnejšega postopka. Nova metodologija, predstavljena v tem projektu, sledi tem smernicam preko zapisa hibridnega numerično-eksperimentalnega pristopa, katerega glavna prednost se odraža na natančnosti ter konsistentnosti popisa dinamskega modela podstrukture. Razvite metode bodo tako omogočalo verodostojno modeliranje realnih dinamskih sistemov, ki so sestavni del današnjih produktov bele tehnike.
Predlagane raziskovalne vsebine programa prispevajo in so izjemnega pomena pri uveljavljanju metod podstrukturiranja kot uspešne in učinkovite znanstvene metode. Predstavljena hibridna metodologija modeliranja ponuja široko možnost uporabe pri reševanju problemov s področja vibracij in hrupa. Ključni doprinos predstavlja možnost veljavnega modeliranj podstruktur, ki so, zaradi slabo definiranih materialnih lastnosti oz. zapletene geometrije, prezahtevni za numerično modeliranje. Z uporabo hibridnega pristopa bo moč, preko združevanja poenostavljenih numeričnih modelov v povezavi z ekvivalentnimi eksperimentalnimi modeli, izvesti postopke dinamičnega sklapljanja teh struktur s preostalim sistemom.
Pomen za razvoj Slovenije
Projekt bo imel neposredne učinke na partnerje, saj bo povečal število raziskovalcev ter preko sodelovanja in prenosa znanja povečal sinergijske učinke med raziskovalnimi institucijami ter podjetji.
Predlagani projekt neposredno naslavlja evropsko direktivo European Council Directive 86/594/EEC, ki opredeljuje predpise na področju hrupa gospodinjskih aparatov. Direktiva proizvajalce in uvoznike spodbuja k razvoju in proizvodnji tihih in mirnih produktov. Partner pri projektu GORENJE deluje na globalnem trgu gospodinjskih aparatov in tekmuje z podjetji, kot so Bosch, Miele, AEG itd. Rezultat predlaganega projekta bo Gorenju omogočil razvoj tihih in mirnih izdelkov, s čimer bo pripomogel k zmanjšanju izpostavljenosti zvočnemu onesnaženju v bivalnih prostorih. Izvedba predlaganega projekta bo vzpostavila nova napredna znanja, kar bo zmanjšalo stroške razvoja izdelkov, zaobšlo potrebo po izgradnji detajlnih numeričnih modelov komponent in omogočilo učinkovito vibroakustično optimizacijo izdelkov bele tehnike. Tovrstni gospodinjski aparati z višjo dodano vrednostjo bodo zagotovili hitrejšo rast tržnega deleža podjetja Gorenje na evropskih in globalnih trgih. Izvedba projekta je tako pomembna tudi z vidika zagotavljanja novih delovnih mest.
S sodelovanjem v projektu bo laboratorij LADISK (UL, FS) razširil svoje kompetence in s tem okrepil svoj položaj raziskovalnega in razvojnega partnerja. To se bo odrazilo v promociji nacionalne akademske in tehnične skupnosti preko objavljanja rezultatov raziskav v znanstvenih revijah.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
