În urmă cu aproape șase decenii se înființa MacNeal-Schwendler Corporation (MSC), și putem spune că ei au cam fost primii în domeniul CAE. (În anul 1965, MSC a creat pentru NASA soluția de analiză structurală numită Nastran. Celălalt pol de pionierat în CAE, firma Ansys, își pornea aventura în 1969.) În 2017 compania MSC Software a fost preluată de către grupul Hexagon, dar asta-i altă poveste.
De remarcat este faptul că, deși pornită pe direcţia analizei structurale (studierea solicitărilor mecanice prin modelare cu elemente finite, FEA), MSC Software a realizat de timpuriu că multe proiecte necesită (sau pot beneficia) și de un alt fel de analiză, și anume prin simularea dinamicii (a comportării proiectului din perspectiva mișcării componentelor sale), și astfel avea să apară familia de software-uri ADAMS.
- FOTO. Adams - car multibody system.
Soluţiile integrate ADAMS ni se prezintă astăzi ca fiind profilate pe mai multe categorii/domenii de simulare dinamică:
- Adams – pentru simulare dinamică multicorporală;
- Adams Machinery – pentru simularea acţionărilor mecanice;
- Adams Car – pentru proiectarea și testarea autovehiculelor; Pentru simularea sistemelor multicorporale flexibile (cu elemente elastice);
- Adams MaxFlex – pentru simularea flexibilităţii neliniare în sisteme multicorporale;
- Adams Aircraft – pentru proiectarea și testarea avioanelor;
- Adams Real Time – pentru analiza în timp-real a sistemelor fizice; etc.
Soluţiile software Adams sunt folosite de multe companii producătoare (aviaţie, automobile, locomotive, energie eoliană, robotică, automatizări, etc), dar sunt vizate și de multe universităţi care pregătesc specialiși în aceste domenii. (Notăm faptul că există și o versiune destinată și accesibilă direct studenţilor.)
Vom încerca mai jos să enumerăm câteva exemple de aplicări ale soluţiilor ADAMS, cu titlu orientativ.
Dar înainte de aceasta trebuie să menţionăm faptul că simulările se aplică modelelor tridimensionale digitale (machete virtuale), pe care le putem realiza cu orice software CAD care permite exportarea în formate standard, precum STEP sau IGS.
De asemenea, apropo de sitagma ,,multicorporal’’, soluţiile ADAMS sunt orientate către modelele de ansambluri (specifice soluţiilor MCAD), în care utilizatorul controlează (și eventual reaplică) relaţiile de conexiune mecanică (vecinătate) dintre componentele ansamblului.
Utilizatorul poate adăuga, la modelul 3D importat, și mărimile de intrare specifice dinamicii: viteze, forţe, condiţii iniţiale, etc.
După completarea preparativelor, ADAMS va simula comportamentul în timp al sistemului proiectat/modelat și ne va oferi atât o imagine animată a felului cum lucrează macheta viruală (un film), cât și o colecţie de parametri calculaţi în decursul simulării (viteze, acceleraţii, forţe, momente de inerţie, etc).
- FOTO. Adams - machinery.
- FOTO. Adams - simulare multibody
Mai notăm că modelul supus simulării poate conţine (pe lângă componentele rigide) și diverse elemente cu comportament dinamic special, precum arcuri, lamele, bare de torsiune; contacte între componente (prinderi fixe; prinderi mobile; lagăre); ș.a.m.d..
- FOTO. Adams - transmisii mecanice
- FOTO. Adams - tren de aterizare.
Desigur, cum este și firesc pentru o soluţie CAE din ziua de astăzi, software-ul ne pune la dispoziţie unelte/facilităţi pentru derularea de scenarii de optimizare bazată pe parametri vizaţi (what-if), dar și unelte CAE adiţionale (precum postprocesoare de analiză a solicitărilor mecanice statice și dinamice; sau cuplare cu analize de dinamica fluidelor, CFD).
De asemenea, apropo de integrare, parametrii de intrare cât și cei de ieșire din simulare pot fi interfaţaţi cu alte aplicaţii informatice (precum SimuLink, MatLab, etc).
Enumerăm câteva exemple și aplicări ADAMS:
- analiza subsistemului de direcţie al auto vehiculelor;
- analiza subsistemului de suspensie al auto vehiculelor;
- analiza cuplată a punţilor multiple de la autotiruri/camioane;
- analiza comportamentului elastic al anvelopelor auto (în regim de sarcină statică, dar și în regimuri dinamice, de accelerare sau de frânare);
- analiza angrenajelor din turbinele eoliene;
- analiza subsistemului de reorientare a palelor de elice de la turbina eoliană;
- analiza ansamblului de osii și boghiuri de la vagonul de cale ferată;
- analiza dinamică a transmisiilor mecanice (cutii de viteză; reductoare; cardane; transmisii homocinetice);
- simularea funcţionării automatizării industriale cu actuatori simpli/dubli (acţionări electrice liniare);
- analiza cinematică și dinamică a trenului de aterizare pentru nave aeriene (eventual cu modelare a acţionării oleo-pneumatice);
- studii și analize pentru proiectarea roverelor de exploarare cosmică;
- studii și analize pentru proiectarea bicicletelor montane;
- analiza cinematică a protezelor medicale pentru membre;
- simularea solicitărilor asupra coloanei vertebrale umane (pentru reducerea riscurilor în meseriile solicitante sau în activităţile sportive); ș.a.m.d..
Da, lista aplicărilor posibile este nelimitată (și observăm că multe dintre ele constituie aplicări de vârf). De altfel, și lista clienţilor este una substanţială, cuprinzând diverse ramuri, atât din industrie cât și din cercetare. Dar încheiem spunând că în februarie a apărut ediţia ,,Adams 2021’’, aducând și ea o serie de îmbunătăţiri, așa cum obișnuiește MSC anual.
