«Конструкторское бюро приборостроения» использует MATLAB и Simulink при проведении прочностных расчетов
21 марта 2013
«Использование имитационного моделирования в среде MATLAB и Simulink повышает достоверность прочностных расчетов, а также позволяет сократить время и затраты на разработку» – Висящев А.В., Понятский В.М., Федорищева В.Г., ОАО «КБП».
ОАО «Конструкторское бюро приборостроения» (КБП) – одна из ведущих проектно-конструкторских организаций оборонного комплекса России, коллективом которой разработано, освоено в серийном производстве и сдано на вооружение Российской армии более 150 образцов вооружения и военной техники.
В настоящее время предприятие является мощным научно-производственным центром, создающим системы самого современного высокоточного оружия.
В КБП успешно используется среда MATLAB и Simulink для разработки и проведения инженерного анализа изделий, в том числе для анализа прочности элементов механических систем при ударных нагрузках.
Задача
3D-модель сервопривода в SolidWorks
В процессе разработки была поставлена задача определить силы и моменты, действующие на элементы конструкции сервопривода при воздействии ударных нагрузок, возникающих при эксплуатации летательных аппаратов.
Решение
Модель сервопривода в Simulink
Благодаря наличию функционала для моделирования и исследования механических систем, а также наличию транслятора для импорта в Simulink 3D-моделей CAD-систем (SolidWorks, Pro/Engeneer), в качестве инструмента анализа ударных нагрузок в сервоприводе была выбрана среда MATLAB и Simulink.
Сначала была разработана 3D-модель механической части сервопривода в CAD SolidWorks. С помощью транслятора SimMechanics она была импортирована и преобразована в математическую модель Simulink.
Для моделирования ударных нагрузок в Simulink-модель добавлены блоки, реализующие действие упругих сил и учитывающие линейные и угловые жесткости элементов конструкции сервопривода.
Результаты моделирования в MATLAB ударной нагрузки при различных избыточных давлениях (сила удара, сила инерции поршней и угловое ускорение) использованы для анализа прочности полуоси сервопривода в расчетном модуле SolidWorks Simulation.
Результаты
Повышена достоверность прочностных расчетов
Использование имитационного моделирования работы сервопривода при воздействии динамически меняющихся ударных нагрузок повысило достоверность прочностных расчетов.
Сокращены сроки и затраты на разработку
Использование результатов моделирования ударных нагрузок позволило оценить прочность элементов разрабатываемой конструкции сервопривода на этапе проектирования до изготовления физического прототипа, что в итоге сократило время и затраты на разработку.
Среда MATLAB и Simulink – интегрирующее решение
Над проектом работала группа инженеров, включающая специалистов по проектированию и анализу работы приводов, специалиста по прочностным расчетам, а также специалистов по MATLAB и Simulink, которые выступили в форме системного интегрирующего решения.
