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研究产品: 顶装式洗衣机

仿真目的: 洗衣机振动特性复现与减震装置（悬架、流体平衡器）特征对比

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洗衣机在清洗和旋转干燥时会产生较大的振动和噪音。这些振动和噪音是洗衣机开发的关键因素，因为它们对 客户满意度有重大影响。洗衣机中使用各种减震装置，如悬架和流体平衡器。

在RecurDyn中创建并仿真了具备4个悬架元件的虚拟洗衣机模型，以分析其振动特性。比较了悬架类型和流体 平衡器的结构形状。仿真准确再现了洗衣机的振动现象，结果与物理试验结果较吻合。这种虚拟洗衣机模型有望 用于改进虚拟环境中的洗衣机设计，解决未来有可能碰到的问题。

仿真过程

① 洗衣机悬架的动力学精确建模

② 悬架物理试验与仿真的相关性

③ 对整台洗衣机进行仿真并分析其振动特性

④ 通过与CFD的联合仿真进行流体平衡器分析

⑤ 洗衣机减振装置（例如悬架和流体平衡器）减振效果的研究，以及振动产生的机理

关键分析技术

• 洗衣机悬架非线性特征的数学建模（摩擦、气动、粘性）

• 使用参数建模进行高效建模和优化

• 使用子系统缩短建模时间

• 使用Particleworks的基于粒子的CFD

• RecurDyn和Particleworks的联合仿真（MBD 和CFD之间的联合仿真)

• 振动特征分析的后处理（FFT、坎贝尔图等）

RecurDyn工具包

• RecurDyn/Professional

• RecurDyn/AutoDesign

• Particleworks Interface (Particleworks 界面)

客户遇到的挑战

• 用于振动评估的准确仿真模型

• 悬架的非线性特征

• 识别脱水过程中的振动

• 洗衣机不同重量和偏心条件下的振动评价术

• 洗衣机振动评估的仿真技术需要考虑流体平衡器的影响

• 需要减少建模和分析时间

解决方案

• 使用Expressions（函数表达式）描述各种非线性悬架的数学特性

• 通过悬架子系统和参数化建模简化模型并节省时间

• 对比悬架非线性特性实测与分析结果，并提高分析精度

• 使用AutoDesign求得悬架模型参数的“最优值”

• 实现反映各种条件下振动分析的洗衣机建模

• 通过与基于粒子法的CFD进行联合仿真，进行包含流体平衡器的振动评估

• 使用激光传感器进行振动测量，验证仿真结果

• 使用高速摄像机对流体平衡器的仿真结果进行验证

结论

• 悬架模型的仿真结果与实测结果吻合较好（误差< 6%)

• 脱水过程的振动仿真结果与实验结果吻合较好（R2=90%)

• 分析洗衣机在不同悬挂方式下的振动特性和机理

• 分析洗衣机振动机理与平衡器类型、结构形状的关系，并将流体行为可视化

其他应用案例

◀ 自动洗衣机仿真

ㆍ使用4个悬架元件进行减震仿真

◀ 使用RecurDyn和Particleworks的洗衣机仿真

ㆍ多体动力学模型和CFD模型的联合仿真

ㆍ在RecurDyn中使用柔性体建立洗衣模型

◀ 使用MR流体阻尼器对前置式洗衣机进行建模和振动控制

ㆍ前置式洗衣机桶和滚筒之间的轴承模型验证

ㆍ由两个弹簧和MR阻尼器组成的悬架仿真