Tüm bu endüstrilerin buluştuğu ortak noktalara baktığımızda;
– Yüksek performans ve ürün verimliliği için artan talepleri karşılama,
– Akıllı mekatronik sistemlerin geliştirilmesi,
– Geliştirmeye ayrılan zaman ve maliyetin düşürülmesi,
gibi çalışmaların gereksinimi ön plana çıkmaktadır.

Bu çalışmanın amacı, ürün geliştirme sürecinde Simcenter Amesim ile model tabanlı sistem mühendisliğinin kabiliyetlerini göstermektir.
Özellikle;
– Ürün geliştirme sürecinin henüz başlangıç aşamalarında sistem entegrasyon problemlerini çözümleme,
– Prototip ve test işlemlerinin sayısını azaltma,
– Çok daha fazla parametre ile ileri düzey karmaşık yapıdaki kontrol stratejilerini kısa sürede doğrulama,
konularında mühendislere bu süreçte büyük avantajlar sağlamaktadır.

Çalışmada Simcenter Amesim,1D sistem simülasyonu yazılımı ile gerçekleştirilen uygulamalar :
– Paletli Pompaların NVH Karakteristiği ve Kontrol Edilebilirliği
– Enerji Verimliliğinin Arttırılması
– Titreşimin Azaltılması

Model tabanlı sistem simülasyonundan beklentiler

Yüksek performanslı ve daha verimli ürünler için hidrolik sistemlerin gereksinimlerine baktığımızda;
– Pompa, valf ve aktüatörlerin ihtiyaçlara uygun boyutlandırılması
– Enerji tüketiminin optimizasyonu
– Çalışma koşullarının tümünde kararlı bir davranış
– Gürültü, titreşim (NVH) özelliklerinin geliştirilmesi
– Dayanımı yüksek komponentlerin geliştirilmesi

Simülasyon kabiliyetleri açısından gereksinimler ise şu şekildedir:

1. Akışkan özelliklerinin gelişmiş düzeyde modellenmesi;
– Sıkıştırılabilir sıvılar, havalandırma (aeration) ve kavitasyon yönetimi …

2. Analiz kapsamına göre farklı detay seviyesindeki komponentler;
– Eğilimin olduğu konularda validasyonların oluşturulması
– CAD geometrilerin ve verilerin kullanılabilirliği
– Fiziksel olayların dinamiğinin quasi-static, transient olarak oluşturulabilmesi.

3. Mekanik sistem simülasyonları;
– Otomatik olarak sistemlerin 1D, 2D ve 3D olarak temsil edilmesi
– Dişli, halat, zincir, makara, kam vb. uygulanabilir elemanlar ile elemanter düzeydeki atalet, katılık matrisi ve sönümün hesaplanabilirliği
– 3D multibody araçları için arayüz imkanı

4. Elektrik simülasyonu yeteneği;
– Uygulanan parçalar: solenoid valfler, elektrik motorları ve tahrikler, elektrik sistemleri, batarya vb.
– Ana bileşenler: Voltaj ve akım kaynakları, direnç, endüktans, kapasitans vb.
– Quasi statik, transient modelleme yaklaşımları

5. Kontrol diyagramları ile bağlantılar;
– Gömülü sinyal ve kontrol fonksiyonları
– C koduna sahip kontrol mantığının içeri aktarılabilmesi (import)
– MIL (Model-in-the-Loop) ve SIL (Software-in-the-Loop) için kontrol geliştirme araçlarıyla komple bir arayüz
– İleri seviyedeki HIL (Hardware-in-the-Loop) araçlarına Code çıkışı (export) sağlama

Uygulama 1: Paletli pompaların NVH karakteristiği ve kontrol edilebilirliği

Paletli pompalar, otomotiv endüstrisinde hidrolik direksiyon ve otomatik şanzımanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, egzoz emisyon kontrolü için ikincil hava enjeksiyonu gibi düşük basınçlı benzinli uygulamalarda veya düşük basınçlı kimyasal buhar çökeltme sistemlerinde kullanılabilir.

Basınç kontrollü paletli pompa tasarımı Şekil 1’de gösterilmiştir. Pompa; kanatlı bir rotor, bir çevirme stator halkası ve pompa muhafazasından oluşur. Pompanın yer değiştirme hacmi, rotor ve stator eksenler arasındaki eksantrikliğe bağlıdır. Stator halkasının hareketi, eksantrisitenin (merkezden kaçıklığın) mevcut değerini ve dolayısıyla verilen akış oranını değiştirir.

Basınç kontrollü paletli pompaya ait eşdeğer hidrolik devre Şekil 2’de gösterilmektedir. Pompanın değişen hacmi, iki hidrolik piston ile kontrol edilmektedir. Bir basınç kontrol vanası ise, pompa deplasmanının düzenlenmesiyle pompa çıkış basıncını neredeyse sabit tutmak için soldaki pilot haznesindeki basıncı modüle eder.

Basınç dengelemeli değişken deplasmanlı paletli pompanın 1D Sistem Simülasyon yazılımı Simcenter Amesim modeli şekil 3’de gösterilmiştir.

Simcenter Amesim kullanılarak, paletli pompa için 2 spesifik matematiksel alt model geliştirilmiştir;
– Birinci alt model, iki ardışık kanat arasındaki değişken deplasman hacmini, rotorun dış çapını ve stator halkasının iç çapını tanımlamaktadır. Hazne içerisindeki hacim; hem rotor açısal konumu hem de rotor ve stator halkası arasındaki eksantriklik derecesine göre değişmektedir. Kanat ucu (vane tip) ve stator halkası arasında kalıcı temas olduğu varsayılır.
– Diğer alt model ise, her hazne (chamber) ile emme (suction) veya çıkış (delivery) arasındaki değişken akış geçiş alanını tanımlamaktadır. Ayrıca, bağlantı noktası kenarındaki susturma çentiklerini de hesaba katar.

1D Simcenter Amesim modeli, aşağıdaki fiziksel olayları değerlendirmeye imkan sağlar:
– Anlık hazne hacmi ve hacim değişimi oluşan akış hızı
– Geri akışlar
– Sızıntı akışı
– Her bir hazne ile emme veya çıkış hacimleri arasındaki değişken akışın geçiş alanları
– Haznelerdeki anlık basınçlar
– Stator halkasına merkez hattı yönünde etki eden anlık kuvvet
– Anlık olarak emilen tork
– Kavitasyon fenomeni

Sonuç olarak;
– Farklı çalışma koşulları (özellikle yüksek pompa hızlarında tamamlanmamış doldurma durumlarında),
– Kinematik ve gerçek basınç/akış dalgalanmaları,
– Kontrolcünün davranışı (sabit ya da dinamik durumda),
– Bağlantı noktası plakası zamanlamasının basın/akış dalgalanmaları üzerindeki etkisi, analiz edilebilir.

Pompa çıkışındaki bir orifis, o noktada akışı basınçlandıran genel yükü temsil eder. Mevcut örnekte, pompanın çalışma koşulları aşağıda özetlenmiştir:
– Sabit açısal hız: 1500 rpm
– Kontrol valfinin ayırma basıncı: 11.45 bar civarı
– Sitemin başlangıç basıncı: 0 bar
– Yükleme orifis açıklığı, ilk aşamada sabit bir açıklık seviyesinde tutulur, daha sonra ikinci faz sırasında kısmen kapatılır ve nihayetinde üçüncü aşamada sabit açıklıkta tutulur. Şekil 4, Simcenter Amesim post-processing araçları ile gerçekleştirilen bazı simülasyon sonuçlarını göstermektedir.

Eksantriklik ve bunun sonucu olarak pompa yer değiştirmesi başlangıçta maksimum değerdedir. Çıkış teslim basıncı, kontrol valfinin ayırma basıncına uygun olarak 11.45 bar seviyelerindedir. Bundan sonra, eksantriklik(merkezden kaçıklık), yükü sığdırmak için ilk başta biraz azalır ve sonrasında sabit durum değerini korur.

Şekil 5’de Çıkış (delivery) basıncı üzerinde Fourier dönüşümü (FFT) uygulanarak frekans alanındaki davranış gösterilmiştir.

Model ayrıca, serbest havanın akışkan içerisinde çözünme süresinin (dissolution time) pompa davranışı ve özellikle iç haznelerdeki basınç piklerinde (NVH karakteristiğini belirleyen) ve stator halkasına uygulanan kuvvetlerin üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesini sağlar (kontrol edilebilirliği belirleyen). Sonuç olarak, araştırma amacıyla çözünme zamanı yığın çözüm (batch run) parametresi olarak kullanıldı.

Şekil 6, pompa hızı ω = 1500 rpm olan simülasyon sonuçlarını göstermektedir. Hazne basınçlandırma, çözünme(dissolution) süresine (τdiss) ve hacimlerin emme ve çıkış portları arasında sıkıştığı süreye bağlıdır. Aslında, çözünme (dissolution) süresi çok kısa olursa, sıvının bulk modülüsü, çıkış port bağlantısını açmadan önce ön sıkıştırma (pre-compression) aşamasında çok hızlı bir şekilde artar. Basınç seviyesi ise bulk modülüsünün (ve hacim değişiminin) doğrudan bir sonucudur, böylelikle daha kısa çözünme süreleri, çıkış portuna kesin bağlanma zamanında en yüksek basınç seviyelerine sebep olur.

Basınç pikleri pompanın NVH karakteristiğini belirler fakat tek başına etkili olduğunu söyleyemeyiz.
Basınç kuvvetleri,
– Pompa sürücüsüne (içten yanmalı motor ya da elektrik motoru) tork talebini,
– Stator halkasına etki eden bir kuvvet üretir.

Sabit deplasman tasarımlarında, stator halkasındaki basınç kuvveti, basit olarak rulmanlar için bir yükü temsil eder, ancak değişken deplasmanlı tasarımlarda, stator stabilizasyonuna ve dolayısıyla deplasman kontrolüne katkıda bulunur. Şekil 7, basınç piklerini ve havanın sıvıda çözünme zamanının fonksiyonu olarak stator halkasına etki eden ortalama basınç kuvvetini göstermektedir

Simcenter Amesim yazılımı ve diğer hizmetlerimiz hakkında detaylı bilgi için lütfen DTA Mühendislik Nümerik Analizler Bölümü mühendisleriyle iletişime geçiniz.

The post Model tabanlı sistem simülasyonu ile hidrolik komponent ve sistem tasarımının hızlandırılması – Bölüm 1 appeared first on .

SIEMENS’in 1D Sistem Simülasyonları için geliştirdiği yazılımı Simcenter Amesim ile hidrolik, pnömatik, mekanik, elektrik, termal vb. sistemlerin analizleri birbirleri ile etkileşimli olarak gerçekleştirilebilir.

Web seminere katılarak;

– Hidrodinamik Sistem ve Akışkanların Modellenmesi
– Hidrolik Sistemlerin ve Elemanlarının 1D Simülasyonu

konularında detaylı bilgi sahibi olabilir, Simcenter Amesim yazılımında canlı uygulama örneklerini takip edebilirsiniz.

The post Web Semineri – Hidrolik Sistemlerin 1D Simülasyonu appeared first on .

Mikroişlemcilerin ve hafızaların temel yapı taşı olan flip floplar, lojik kapılar ile oluşturulmuş devre elemanlarıdır. Çıkış gerilimleri; giriş gerilimlerine ve tetiklemelerine bağlı olarak değişen flip floplar, depolama elemanı olarak kullanılırlar. Dijital ölçü, kumanda ve kontrol sistemlerinin önemli elemanları olan sayıcılar, zamanlama (frekans bölme), gecikme elde etme, girişteki palsleri istenilen koda dönüştürme ve bu kod bilgisini depolama, özel ardışık-sıralı kodlar üretme gibi amaçlarla kullanılırlar.

Bu örnekte, temel bir sayıcı devresi 4 adet D tipi flip flop kullanılarak solidThinking Activate yazılımı ile bir boyutlu tasarlanarak mod 16 sayım yapması amaçlanmıştır. Flip floplardan birincisi 1 Hz saat darbeleriyle tetiklenmektedir. Diğer flip flop blokları ise bibirlerinin çıkışlarına bağlanarak tetiklenmektedir. Asenkron yapıda tasarlanan sayıcı CLK pinlerine uygulanan işaretin yükselen kenarlarıyla tetiklenmektedir. Tetikleme işareti veya sıfırlama (CLR) pinleri tasarlanacak modele ve kullanıma göre değiştirilebilmektedir

Çeşitli mantık operatörlerine ve flip flop, mux, doğruluk tablosu gibi hazır mantık bloklarına sahip olan solidThinking Activate yazılımıyla mantık devreleri kolayca tasarlanabilmektedir.

The post Flip Floplar ile 4 Bit Sayaç Modelinin Bir Boyutlu Tasarımı ve Simülasyonu appeared first on .

Bu örnekte, DC motor sistemi tasarımı bir boyutlu (1D) sistem modelleme yazılımı solidThinking Activate’de bulunan blok kütüphanesi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. solidThinking Activate ile birlikte kurulu gelen Modelica tabanlı blok kütüphaneleriyle (elektrik, mekanik, termal ve magnetik ) sistemleri kolayca tasarlayabilirsiniz.

Bu çalışmada iç direnç, iç indüktans ve elektro motor kuvveti (emk) elektriksel olarak; eylemsizlik momenti (atalet momenti), dişliler ve rulman sürtünme kuvveti mekanik olarak modellenmiştir. Tüm bu faktörler Activate içerisinde değiştirilebilmekte ve çeşitlendirilebilmektedir. Çalışmada ivme ölçer, hız ölçer ve ampermetre gibi sensörler kullanılarak sonuçlar grafiklerle değerlendirilmiştir.

solidThinking Activate’de tasarlanan modeller sinyal tabanlı kontrolcülerle yazılım içerisinde farklı koşullar için simüle edilebilmektedir. PID gibi hazır kontrol modelleri bulunan Activate’de transfer fonksiyonları da kolayca tasarlanabilmektedir.

solidThinking Activate yazılımına satın alma ve kiralama seçenekleriyle sahip olabilir, HyperWorks lisansına sahipseniz ücretsiz olarak kullanabilirsiniz.

The post DC Motorun Bir Boyutlu (1D) Modellenmesi ve Simülasyonu appeared first on .

Aynı zamanda soğutma sisteminin aşırı çalışması da belirli sorunları meydana getirmektedir:
– Aşırı soğutma soğutucu sıvının verimini düşürmektedir.
– Yakıtın buharlaşması yanma odasının verimini azaltmaktadır.
– Düşük sıcaklıklar yağın viskozitesinin artmasına ve sürtünmeden kaynaklı kayıpların artmasına neden olur.

Motor Soğutma Sisteminin Bir Boyutlu Analizi

Motor soğutma sistemlerinin simüle edilmesinde HAD ( Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ) analizleri oldukça önemlidir. Ancak, HAD analizleri farklı fiziksel bileşenlerin oluşturduğu sistemin dinamik davranışının incelenmesinde yetersiz kalmaktadır.¹ Bu dinamik davranışın incelenmesi ise bir boyutlu simülasyon yazılımları ile gerçekleştirilebilir.
Amesim yazılımıyla multi-fizik sistemler bir boyutlu olarak modellenebilir ve dinamik davranışı incelenebilir. Şekil 1’de yer alan motor soğutma sistemi gibi sistemler Amesim ile rahatlıkla modellenebilir.

Sisteme kondenser, yağ soğutucu, daldırmalı ısıtıcı, katalitik konvertör gibi bileşenler eklenebilir ve motor soğutma sisteminin performansına olan etkileri incelenebilir. Egzoz gazı geriçevrimi (EGR) ‘nin motor sıcaklığına ve verimine olan etkisi gözlemlenebilir.

Oluşturulan model ile:
– Farklı soğutucuların performansları değerlendirilebilir.
– İstenilen ortam koşulları tanımlanabilir ve bu ortam koşullarında sistemin performansı incelenebilir.
– Farklı sürüş senaryoları simüle edilebilir.

Analizin Gerçekleştirilmesi

Model oluşturulduktan sonra sisteme ait diferansiyel denklemler oluşturulur. Diferansiyel denklemler genellikle zamana bağlı olarak ifade edilmektedir. Bu denklemlerin çözülmesi ile analiz gerçekleştirilir.
Örneğin; motor soğutma sisteminde motor termal olarak kapasitif bir elemandır. Motorun sıcaklığı ısı akısı ve termal iletkenliklere bağlı bir denklem olarak belirtilebilir.²

Bu denklemde T motor sıcaklığı, m.c_p motorun termal kapasitesi ve Q_i ise motora gelen ya da motordan ayrılan ısı akışıdır. Sistemdeki soğutucu akışkanın sıcaklığı ise enerjinin korunumu denklemi ile hesaplanmaktadır.³

h entalpi değeri iken, c_p değeri akışkanın sabit basınç altındaki öz ısısıdır.

Sonuç

LMS Imagine.Lab Amesim ile sisteme ait soğutucu sıcaklığı, motor sıcaklığı, sistemdeki basınçlar gibi pek çok değişkenin zamana bağlı değişimi gözlenebilir.

SIEMENS LMS Imagine.Lab Amesim yazılımı ve diğer hizmetlerimiz hakkında detaylı bilgi için lütfen DTA Mühendislik Nümerik Analizler Bölümü mühendisleriyle iletişime geçiniz.

Referanslar
1- Silva A., Lebrun M., Samuel S., 2000, Modeling and Simulation of a Cooling System Using Multiport Approach, Society of Automotive Engineers
2- Richards C. W., Tilley C. Tomlinson S.P., and Bourrow C.R. Type insensitive integration codes for the simulation of fluid power systems. Number 90WAFSPT6. Procedding ASME Winter, Annual Meeting, Texas, November, 1990.
3- Vries, T.J.A., 1966, Conceptual design of controlled electro-mechanical systems – a modeling perspective -,Thesis Enschede, The Netherlands.

The post Motor Soğutma Sisteminin Önemi appeared first on .

LMS Amesim yazılımı kullanılarak mekanik, hidrolik, pnömatik, termal, elektrik gibi farklı sistemlerin birbirleri ile etkileşimli şekilde simülasyonları çözümlenebilmektedir.

Web seminerine katılarak ;

-Multi-fizik sistemlerin oluşturulması,
-Bir boyutlu modelleme yaklaşımları,
-Sistemlerin zaman ve frekans alanında incelenmesi,
-Sonuçların işlenmesi ve simülasyon sonuçlarının değerlendirilmesi

hakkında bilgi sahibi olacaksınız.

The post Web Semineri : Mekatronik Sistem Simülasyonunun Temelleri ve 1D Analizler appeared first on .

Bir boyutlu (1D) sistem modelleme yazılımı solidThinking Activate‘nin yeni versiyonu yayınlanmıştır. ( 2016.2_2102)

Yeni özelliklerden bazıları :
– Model Report Generator : Tüm diagramları ve sonuçlarını içeren detaylı ve HTML formatında otomatik raporlama aracı
– Demo Browser : Demo klasörü ve yüklenen tüm kütüphanelerdeki modellere ve script dosyalarına kolay ve hızlı ulaşım imkanı
– Blok ikonlarından doğrudan yardım (help) bölümüne erişim imkanı
– FMU ( Functional Mockup Interface) için blokların export edilememesi durumunda ayrıntılı hata mesajı
– Eş zamanlı çözüm esnasında oluşan hataların kaynağına yönelik ayrıntılı açıklamalar ( kayıp dosyalar vb.)

Yeni özelliklerin eklendiği ve tespit edilen hataların giderildiği yeni versiyonu ALTAIR CONNECT veya solidThinking web sitelerinden indirebilirsiniz.

The post Bir boyutlu simülasyon yazılımı Altair Activate 2016.2 versiyonu yayınlandı appeared first on .

MotionSolve 14.0 ve güncellemesiyle (14.0.110) özellikle 3D kontak ve taşıt dinamiği kütüphanesinde yeni özellikler kullanıcılara sunulmuştur. Web seminerine katılarak ayrıntılı bilgi sahibi olabilirsiniz.

Seminer içeriği :
– Yeni 3D kontak algoritmaları, çözüm esnasında paralel core kullanımı, detaylı kontak sonuçlarını görüntüleme araçları
– Geometrideki problemlerin otomatik tespiti ve düzeltilmesine yönelik araçlar
– Doğrusal olmayan sonlu elemanlar desteği ( malzeme & geometrik )
– Taşıt dinamiği simülasyonları için Advanced Driver & Road araçları
– Çizgi orta noktasının, dairesel ve silindirik geometrilerde merkezlerin geometri üzerinden algılanması ve bu noktalara mafsal vb tanımlamaların yapılması
– 1D sistem modelleme yazılımı solidThinking Activate kullanarak eş zamanlı simülasyon imkanı

The post Web Semineri : MotionSolve 14 Yeni Özellikler appeared first on .

Bu web semineri ;
Yüksek performanslarda hidrolik pompa tasarımı ve verimliliğiyle ilgilenenler,
Akışkan kaynaklı gürültüyü, titreşimleri azaltmak ve dayanıklılık problemlerini çözmek isteyenler,
Entegrasyon problemlerini yeni tasarladığınız pompalar için tasarımın ilk aşamalarında göz önünde bulundurmak, modellerini geliştirmek isteyenler,
Tasarımlarını farklı çalışma çevrimlerinde deneyerek validasyon etmek isteyenlere yardımcı olmak için hazırlamıştır.

Web seminere katılarak aşağıdaki konularda bilgi sahibi olabilirsiniz
– Hidrolik pompa komponentlerinin doğru şekilde boyutlandırılması
– Basınç ve pompa devir hızı optimum değerlerinin belirlenmesi
– Elektronik akış kontrol sistemlerinin hızlı şekilde tasarımı
– Akıştaki dalgalanmaları azaltmak için sistemin optimizasyonu
– Multi-fizik sistemdeki pompanın entegrasyon analizi
– Hidrolik pompalar için gürültü ve titreşim (NVH), enerji tüketimi, performans ve dayanıklılık konularında bilgi

The post Web Semineri : Model tabanlı sistem mühendisliği yaklaşımıyla hidrolik pompa tasarımı appeared first on .

The post AKON Hidrolik , AMESim yazılımını tercih etti appeared first on .