達梭系統設計出下一代洗衣機,家電廠商會緊張嗎?

為了評估洗衣機能否滿足工作壽命要求,我們用有限元素分析來預測負載不平衡導致的零件壓力問題。模擬技術能考慮到轉速、非線性材料接觸導致意料外摩擦的情況。

 

壓力分析結果則用來分析長期反覆承受壓力下,洗衣機門附近橡膠密封圈的耐用性。設計人員和工程師能協同展開3D模擬並獲得結果,再進行改進,從而降低數千次洗滌操作後的漏水機率。

 

更安靜的體驗

洗衣機工作噪音大,這會導致消費者體驗不佳。我們可用貼近真實結果的模擬分析來降低噪音,並減少洗衣機工作帶來的震動。利用模擬技術,設計工程師能透過Design of Experiments技術評估各種不同的懸掛參數,包括彈簧硬度和減震係數及其對系統整體頻率響應的影響。考慮到上述因素,我們就能最佳化不同負載和旋轉條件下的洗衣機懸掛特性。我們還能對洗衣機面板的按鍵強度進行進一步的最佳化。3D模擬最佳化結果便能用來打造更安靜的洗衣體驗。

 

目前洗衣機問題

噪音大,有些洗衣機容易壞

(使用壽命不長)

一般來說,洗衣機的壽命是8年,而美國的洗衣機預期使用壽命則是10年。如果洗衣機使用時會出現滲水、漏電,這些都提醒你必須換洗衣機了。

 

影響電子產品壽命的因素很多,以筆記型電腦為例,筆記型電腦受影響比較大的是散熱,再來就是灰塵。如果時間一長,不僅電池的壽命會降低,裡面的主機板和其他硬體,可能也會因電壓不穩出現問題。這涉及到一個問題:產品耐用測試,即疲勞分析。

 

通常廠商的做法是實驗室測試。例如某品牌熱水器廠商有實驗室,他們讓熱水器或零組件在實驗室裡運作,藉此測算產品的使用壽命。然而,實際使用過程,難道真的要等它壽命耗盡才能得出結果?其次,浴室濕度溫度、甚至電壓變化都會對產品使用壽命產生影響。其實關於使用疲勞分析技術已在一些先進的企業裡採用並可以打造虛擬模擬的環境,例如浴室的溼度和溫度,長時間運作對機器零組件的影響都可以透過SIMULIA的疲勞分析在比較短的時間得到測試結果,而且可以對不同情況做出模擬並得到結果。

 

同理,洗衣機受溫度及濕度影響比較大,不如我們做個案例來設計一款洗衣機,嘗試解決目前客戶的困難。目前洗衣機最大困難點:噪音大,有些洗衣機容易壞(使用壽命不長)。

 

來看一組來自美國市場的洗衣機數據:

68.pic

 

CATIA順便解決外觀設計問題後,接下來需要專注解決的是:

  1. 耐用,預期壽命在10年以上
  2. 噪音小,低於50分貝。由於噪音很大一部分來自震動,因此也需要減少震動。

 

達梭系統的解決方案如下

69

  • 採用數位模擬技術提高產品耐用性和可靠性:我們需要模擬長期高負載和負載不平衡導致的潛在零件故障在哪裡
  • 減少噪音和震動:噪音排放分析並改善發生頻率影響
  • 減少產品損壞:分析儲存運輸的過程中,最容易造成意外碰撞造成損壞的地方

69.pic

 

技術上如何做到?

達梭系統3DEXPERIENCE (3D體驗)平台具有很強的3D設計功能,不僅整合3D模擬分析,同時在幫助設計與生產方面具有極強的優勢。以下模擬分析技術可以在達梭系統3DEXPERIENCE平台中找到:

  • 針對FEA和多物理分析的Abaqus
  • 針對多學科多目標及流程自動化的Isight
  • 針對模擬流程和數據管理的SLM
  • 針對結構拓撲和內流道最佳化的Tosca
  • 針對疲勞和耐用性的fe-safe
  • 針對注塑模擬的Simpoe
  • 針對多體動力學模擬的SIMPACK
  • 針對設計工程師的有限元分析工具CATIA Analysis

 

SIMULIA積極整合有關高度可靠性技術於3DEXPERIENCE平台中,實現CAD-CAE一體化,該平台幫助所有模擬用戶提供突破性功能以提高效率和協作,滿足高性能可見度、分批處理和基於規則的運算,並幫助組裝、結果分析和流程數據管理等要求。

 

舉例來說,在產品使用壽命測試中,可以透過SIMULIA的使用壽命分析,幫助設計者在電腦上模擬現實情況,並估算出洗衣機、汽車、飛機、電動機和電子元件等產品的使用壽命。透過分析得到有關使用壽命和強度等方面的數據,可利用這些數據做出明智選擇,這不僅可確保產品的完整性,還能最佳化使用壽命,防止產品過早出現故障。

 

或許您還需要搭建測試實驗室,但您不用再空燒2年熱水器,就能得出產品使用壽命的數據了!

 

消費者亟需互聯、智慧、直觀性的電子產品,幫助他們工作並帶來感官上的愉悅。您是否需要開發創新型的家電產品,並面臨著日益緊張的時間壓力?您如何能夠緊跟市場趨勢,在有限時間內做出正確決策?

Steve.TIAN@3ds.com'

Dassault Systemes

Steve.TIAN@3ds.com'

Latest posts by Dassault Systemes (see all)