多体仿真优化隔离开关

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研究产品: 隔离开关

分析目的: 进行优化设计以减少电弧产生

隔离开关设计要点是在紧急操作期间从 ON 切换到 OFF 所需的时间。如果速度太慢，开关内部会产生电弧，可能会损坏触点和附近其他部件。此外，整体设计必须提供高鲁棒性和耐久性。意大利 Lovato Electric S.p.A. 公司将 RecurDyn 引入其产品设计周期，以优化其机电设备的动态性能，包括隔离开关。除了实现上述设计目标外，该公司还能够减少物理样机的数量和试验次数，从而节约开发成本。

◆ 仿真过程

① 创建板簧子系统（包括考虑安装预应力的柔性体）

② 在虚拟样机中创建多个板簧

③ 设置参数，考虑间隙公差等初始位置的不确定性

④ 创建由三个凸轮组成的命令组(Command group)模型

⑤ 为明确优化设计方案，对各种设定值进行系统仿真

◆ 关键仿真技术

• 多柔体动力学(MFBD)技术精确计算运动部件的应力

• Geo-Contact 技术，用于计算柔性体之间的接触

• 子系统建模尽可能实现复杂机制的可重用性

• 多体动力学求解器用于准确预测系统运动所需的扭矩

◆ 工具包

• RecurDyn/Professional

• RecurDyn/FFlex

◆ 工程问题

• 需要快速可靠的求解器，以便对具有变形和接触的高速动力学模型进行动力学分析

• 必须准确考虑可能影响产品性能的详细几何形状和零件之间的间隙

• 系统中存在如大变形，非线性材料特性以及复杂接触等高非线性问题

• 现存CAD软件中的多体动力学软件无法解决此类问题

◆ 解决方案

• 基于 RecurDyn 友善的 GUI 和子系统建模功能，可轻松建立系统虚拟化模型

• 使用多个3D接触，计算考虑接触装配间隙的系统性行为

• Full Flex可重现板簧的精确行为

• MFBD求解器可快速并稳定地求解复杂系统的动态行为

◆ 结论

• 对隔离开关的动力学行为进行了准确的研究

• 通过仿真进行验证，无需针对各种条件创建物理样机，从而节省时间和成本

• 通过仿真验证了优化设计方案

◆ 其他应用场景

• 多体动力学仿真提高咖啡胶囊机的产能

-对改进设计的运动规律进行验证

- 使用仿真技术简化主框架结构

• 基于RecurDynd的回路断路器

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