Методика 3D-испытаний

Традиционный участник МАКСа — Siemens PLM Software (бизнес-подразделение концерна Siemens). В рамках авиасалона представители компании рассказали Show Observer о специальном аппаратно-программном комплексе, который был поставлен в 2012 г. центру "Экспериментальная механика" Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) для решения задач конечно-элементарного анализа. Программные продукты  разработала бельгийская компания LMS International (была поглощена концерном Siemens в 2012 г.)
Научно-образовательный центр "Экспериментальная механика" был создан на базе ЮУрГУ в 2012 г. Его основная роль состоит в том, чтобы сопровождать совместные проекты вуза и промышленных предприятий, выполняемые в рамках целевых госпрограмм в части испытаний и расчетов динамики и прочности разрабатываемых изделий и элементов конструкций.
"Нас заинтересовали уникальные возможности комплекса LMS от Siemens PLM Software для междисциплинарного 3D-моделирования и виртуальных испытаний, — отметил руководитель НОЦ "Экспериментальная механика" ЮУрГУ Павел Тараненко. — Я имею в виду сочетание возможностей для расчетов и экспериментов в решениях, которых нет у конкурентов". 
Поставленный аппаратно-программный комплекс включал измерительную систему LMS SCADASTM c датчиками, модальные вибровозбудители, систему управления виброиспытаниями LMS Test.Xpress, LMS Virtual.LabTM   и LMS Imagine.Lab AmesimTM. Кроме того, были приобретены четыре вибростенда фирмы LDS.
После прохождения соответствующего обучения в г. Левен (Бельгия), на родине LMS,  сотрудники центра "Экспериментальная механика" совместно со специалистами LMS запустили проект "Виртуальный шейкер". Суть проекта заключа­лась в том, чтобы сначала создать подтвержденные результатами натурных испытаний виртуальные мо­дели опытного изделия и вибростенда по отдельности, a затем провести виртуальные виброиспытания 3D­-модели изделия на виртуальной модели вибро­стенда. 
Работа по проекту "Виртуальный шейкер" началась с экспериментальной части, реализованной на площадке и оборудовании вуза. Расчетную часть компания LMS проводила позже у себя в Бельгии.
Используя решения LMS от Siemens PLM Software, ученые ЮУрГУ не только освоили технологию модального анализа, но и первыми в России разработали методику виртуальных виброиспытаний сложных изделий. Методика предназначена для проведения виброиспытаний ответственных и очень дорогостоящих конструкций, физические испытания которых (учитывая стоимость изделия) обходятся недешево. Например, орбитальных спутников.
Преимущество виртуальных виброиспытаний состоит в том, что они позволяют избежать таких проблем, как случайный, человеческий факторы или динамика связанной системы "изделие — вибростенд", с которыми ученые сталкиваются при проведении физических виброиспытаний. А высокая достоверность расчетных моделей позволяет свести к минимуму объем натурных испытаний и значительно сократить полную стоимость цикла разработки.
Освоенную методику ученые ЮУрГУ применяют совместно с предприятиями авиационной отрасли (например, в части газотурбинных двигателей с предприятиями ОАК), автомобилестроительной (ПАО "КамАЗ") и аэрокосмической. Решения LMS позволяют проводить виртуальные испытания процессов взлета и приземления летательных аппаратов, отработку процессов функционирования силовых установок (ГТД, ЖРД), авионики и др.
В части аэрокосмической техники сотрудники центра совместно с партнером — ООО "Адванс-Инжиниринг" (г. Екатеринбург) планируют создать цифровой макет ракетного двигателя. Цель работы — максимальная реализация современных расчетных технологий на этапе проектирования с последующим значительным сокращением работ на этапе натурных испытаний. Общая схема двигателя будет реализована в LMS Imagine.Lab AmesimTM.