شبیه سازی لرزش و صدا در ماشین لباسشویی

توزیع غیریکنواخت لباس ها در ماشین لباسشویی می تواند لرزش و صدای قابل توجهی ایجاد کند. مدل سازی دینامیک پشت این حرکت و صدا می تواند ابزار ارزشمندی در بهینه سازی طراحی این وسایل خانگی رایج باشد.

یک راحتی مدرن

هنگام خرید خانه، چندین وسیله راحتی مدرن وجود دارد که مردم به دنبال آن هستند. یکی از اینها اغلب ماشین لباسشویی است. داشتن این دستگاه در خانه شما کار وقت گیر بردن لباس هایتان به رختشویخانه یا شستن آن ها با دست را از بین می برد و به شما این آزادی را می دهد که کارهای دیگری را در خانه انجام دهید – یا بهتر است بگوییم: استراحت کنید.

تصور کنید که روز لباسشویی است و شما به اندازه کافی خوش شانس هستید که یک ماشین لباسشویی در خانه خود دارید. چگونه متوجه می شوید که چرخه لباسشویی شما کامل شده است؟ یکی از نشانه‌های رایج، سکوت است.

در طول چرخه، ماشین لباسشویی شما به احتمال زیاد لرزش و صدا تولید می کند که نتیجه توزیع ناهموار لباس ها و ویژگی های ساختاری ماشین است. ما اکنون یک مدل دینامیک چند بدنه داریم که به شما امکان می دهد این مسئله رایج را از طریق شبیه سازی تجزیه و تحلیل کنید.

تجزیه و تحلیل لرزش و نویز در ماشین لباسشویی

مدل ارتعاش در مونتاژ ماشین لباسشویی یک ماشین لباسشویی قابل حمل با محور افقی را به تصویر می کشد. هندسه مدل بخش‌های مختلفی از مجموعه ماشین لباسشویی (از جمله محفظه) را با اجزای متفاوتی که با رنگ‌های مختلف تعریف می‌شوند، تشکیل می‌دهد.

تصویری که هندسه ماشین لباسشویی را نشان می دهد.
هندسه ماشین لباسشویی.

قطعات این دستگاه به شرح زیر است:

	رنگ
لباس ها	قرمز
طبل	سفید
وان	فیروزه ای
موتور	رنگ زرد
پیستون ها	سبز
سیلندرها	ارغوانی
نصب	آبی
پشتیبانی های پایه	مشکی
مسکن	خاکستری

در این مثال دینامیک چند بدنه، ما فرض می‌کنیم که محفظه به عنوان یک پوسته انعطاف‌پذیر مدل‌سازی شده است و سایر اجزای ماشین لباسشویی با استفاده از جامدات سفت و سخت مدل‌سازی شده‌اند. علاوه بر این، ما فرض می کنیم که لباس ها نسبت به طبل حرکت نمی کنند.

نمودار زیر جزئیات اتصال بین قطعات مختلف دستگاه را با استفاده از اتصالات و فنرها توضیح می دهد.

اتصالات بین قسمت های مختلف مجموعه دستگاه.

نتایج

در تجزیه و تحلیل فرکانس ویژه، یک حالت بر ترجمه وان تمرکز می کند و حالت دیگر حرکت چرخشی وان حول محور عمودی را نشان می دهد. هر یک از این حالت های ویژه تغییر شکل مربوط به محفظه را برجسته می کند که در مقایسه با حرکت وان نسبتاً کوچک است.

حالت ویژه ای که وان را در امتداد محور عمودی ترجمه می کند.

حالت ویژه ای که وان را در حال چرخش حول محور عمودی نشان می دهد.

در سمت چپ: حالت وان ترجمه. در سمت راست: حالت وان چرخشی.

مجموعه شکل های بعدی بزرگی جابجایی وان را با موقعیت زاویه ای لباس های نامتعادل برای تمام وقت نشان می دهد. در اینجا رنگ قرمز نشان دهنده زمان اولیه مسیر و رنگ آبی زمان نهایی را نشان می دهد.

برای شناسایی ارتعاشات ایجاد شده در محفظه در طول چرخه چرخش ماشین، می توانیم یک تحلیل گذرا انجام دهیم. نمودار زیر تغییر شکل محفظه را در چند جهت در نقطه ای از دیوار سمت راست نشان می دهد.

نموداری که تغییر شکل محفظه را برجسته می کند.

در مرحله بعد، می‌توانیم شتاب طبیعی (معیار صدای منتشر شده از دیواره‌های جانبی) محفظه را در نقطه‌ای در وسط دیوار سمت راست تجزیه و تحلیل کنیم. این نتایج در نمودار زیر در سمت چپ نشان داده شده است. در همین حال، نمودار سمت راست، طیف فرکانسی این شتاب را نشان می دهد.

می‌توان توجه داشت که فرکانس‌های ارتعاش دیواره جانبی عمدتاً در محدوده 0-30 هرتز، با پیک حدود 1.67 هرتز است که می‌تواند فرکانس تحریک در نظر گرفته شود . این مربوط به فرکانس مورد انتظار از نسبت جرم اینرسی درام و بار آن در سرعت چرخشی تنظیم شده است. با این حال، جالب است بدانید که فرکانس ارتعاش دیوار جانبی نیز در مقادیر بالاتر از فرکانس تحریک رخ می‌دهد، که منجر به انتشار بیشتر نویز می‌شود.

با در نظر گرفتن این موضوع، ماشین لباسشویی را می توان طوری طراحی کرد که عمدتاً در فرکانس های پایین تر و غیر قابل شنیدن صدا منتشر می کند. انتخاب مواد و طراحی همچنین باید اطمینان حاصل کند که ماشین لباسشویی از نظر ساختاری به اندازه کافی قوی است تا شدت ارتعاش را در تمام فرکانس ها محدود کند تا از خرابی اجزای آن جلوگیری شود.