EuroWire July 2016

Article technique

Analyse de conception d’une toronneuse planétaire de grandes dimensions au moyen d’outils IAO Par Giorgio Pirovano, MFL Group, et Fabiano Maggio, EnginSoft SpA

Introduction La conception

dans le modèle (ce qui augmenterait de manière significative l’effort de calcul). Le modèle dynamique est défini dans l’environnement RecurDyn® à partir de la géométrie CAO 3D de la machine de MFL. Le résultat est un modèle précis avec plus de 100 corps. La plupart des propriétés d’inertie sont dérivées automatiquement du CAO, mais plusieurs corps sont paramétrés dans le logiciel multi-corps. De toute évidence, la connexion entre les différents corps simule parfaitement la liaison cinématique réelle (engrenages, arbres, etc.) de manière à obtenir un modèle qui est le plus proche possible de la machine réelle en termes de degrés de liberté. Les engrenages sont des composants spécifiques de la bibliothèque RecurDyn®, et ils sont conçus pour simuler la ▼ ▼ Figure 2 : Cage individuelle de la toronneuse planétaire

d’une toronneuse planétaire équipée d’un dispositif à détorsion n’est pas un projet simple, en raison de la rotation «planétaire» des parties qui introduit des effets dynamiques qui sont difficiles à estimer, en particulier si la performance est extrême à cause de la grande masse de la bobine, des configurations de charge et de la vitesse de rotation. Afin d’éviter tout risque éventuel et pour obtenir les données de conception les plus précises, MFL a engagé EnginSoft comme partenaire fiable dans ce projet pour ses compétences en matière de simulation. Pour ce projet spécifique, l’évaluation dynamique générale de la toronneuse planétaire a été confiée à EnginSoft. Afin d’obtenir des résultats fiables et précis, il est nécessaire d’utiliser un logiciel multicorps puissant et versatile: RecurDyn®. D’autre part, MFL doit compléter la conception de la totalité des parties, afin de répondre à l’exigence structurelle en termes de résistance et de longévité. Méthodes et définition des problèmes Cette toronneuse planétaire colossale sera utilisée pour produire des câbles avec des diamètres et des combinaisons de torons différents, de sorte que les bobines chargées sur la machine puissent avoir des dimensions et des positions différentes sur le rotor principal. En outre, les bobines sont naturellement déséquilibrées en raison d’erreurs d’enroulement, ce qui entraîne des scénarios différents quant à

la charge à analyser. L’objectif consiste à identifier le cas le plus extrême en termes de puissance nécessaire pour les moteurs et le stress sur les parties. Les ingénieurs d’EnginSoft sont chargés d’identifier les pires conditions possibles grâce à la simulation dynamique. L’approche commence par une seule cage; une analyse définit la pire configuration. Ensuite, avec MFL, ils définissent les scénarios de charge finie. simulation dynamique de différents scénarios de charge en appliquant la pire condition de cage précédemment définie. À la fin, il est possible d’obtenir les pires conditions de travail de l’ensemble de la machine. En d’autres termes, cette activité est l’application scientifique et précise de la planification expérimentale (DOE). Modèle de dynamique des corps rigides Une analyse dynamique des corps rigides est réalisée; les charges internes et la puissance/le couple des moteurs dépendent principalement de l’accélération et des inerties des parties en mouvement; par conséquent il n’est pas nécessaire d’introduire la flexibilité ▲ ▲ Figure 1 : Rotations sur une toronneuse planétaire L’étape suivante est la

Cage individuelle

Cage individuelle

Cage individuelle

▼ ▼ Figure 3 : Méthode et approche DOE

Dimension de la bobine

Déséquilibre de la bobine Combinaison de bobines

DOE

Puissance du moteur

Charge sur les parties

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