Découvrez les fonctions de calcul
Les calculs intégrés de résistance et de durée de vie garantissent une conception équilibrée et une fiabilité maximale de tous les composants mécaniques simultanément. Les onglets de calcul spécifiques déterminent avec précision la cinématique, le rendement global et le bilan thermique, tout en prenant en compte les puissances dissipées. Le strict respect des normes internationales telles que ISO, DIN et AGMA assure la conformité aux exigences de certification.
Des fonctions, incluant l’analyse modale, le calcul des fréquences et la réponse forcée, sont disponibles pour une analyse NVH approfondie.
La rigidité du carter peut être prise en compte via l’importation de données FEM, garantissant des déplacements réalistes des arbres et une analyse de contact sous charge plus précise.
Calculs intégrés de résistance et de durée de vie
Vous trouverez ci-dessous un aperçu des fonctions de calcul du module système de KISSsoft, mettant en évidence ses fonctionnalités principales et ses capacités.
Résistance des éléments
L’évaluation intégrée de la résistance des éléments est la proposition de valeur fondamentale de module système, répondant aux besoins de deux groupes d’experts. Les experts en éléments de transmission reçoivent des données de charge précises depuis le système complet, tandis que les architectes système obtiennent des facteurs de sécurité immédiats à l’échelle du système. Le module relie tous les composants mécaniques, comprenant des engrenages, arbres, paliers et assemblages arbre-moyeu, et réalise l’évaluation de la résistance et de la durée de vie pour tous les composants.
Le calcul utilise des routines KISSsoft et respecte strictement les normes internationales telles que ISO, DIN et AGMA. Cette approche conduit à une conception initiale plus équilibrée, car les dépendances mutuelles entre éléments, comme l’influence des forces de palier sur les conditions d’engrènement, sont prises en compte dès le départ.
Spectre de charges
Le calcul du spectre de charges au niveau du système permet aux experts d’effectuer les évaluations de la résistance pour tous les composants mécaniques du modèle de transmission dans des conditions de fonctionnement réalistes et des conditions de charge variables. Les spectres de charges système créés, qui font varier un nombre personnalisé de paramètres sur l’ensemble de la durée de vie, sont automatiquement transférés aux sous‑modules et pris en compte dans les calculs. Cette fonctionnalité est essentielle pour des applications telles que les boîtes de vitesses d’éoliennes ou les transmissions de véhicules, avec des charges, températures et vitesses de rotation dynamiques. L’onglet de calcul prend en charge aussi bien une analyse cinématique simple du spectre de charges qu’une évaluation complète de la résistance, incluant le calcul des dommages partiels selon la règle de Miner.
Rendement
Le calcul du rendement est une fonctionnalité essentielle pour évaluer les performances de l’ensemble de la transmission. Il va au-delà de l’analyse isolée des éléments individuels en calculant avec précision la puissance globale et le rendement système de l’ensemble d’engrenages ou de la transmission. Cette fonctionnalité est essentielle pour les architectes système cherchant à minimiser les pertes d’énergie et à atteindre une densité de puissance élevée.
Le procédé de calcul identifie toutes les puissances dissipées provenant de diverses sources du système. Les couples et vitesses de rotation réels sont déterminés à l’aide d’une méthode itérative (appelée itération de couple) jusqu’à ce que l’équilibre des couples soit atteint dans le système. Le calcul peut être appliqué aussi bien à des niveaux de charge individuelle qu’à des spectres de charges complets.
Bilan thermique
Le bilan thermique complète l’analyse du rendement en déterminant l’équilibre thermique de la transmission selon les normes industrielles. Il permet aux experts de calculer l’équilibre thermique, de dimensionner la puissance de refroidissement nécessaire et ainsi, de maîtriser la température maximale de service de l’huile, ce qui est essentiel pour la durée de vie des paliers et du lubrifiant.
L’analyse thermique est basée sur les puissances dissipées déterminées et sur le calcul de la dissipation de chaleur via le carter et les refroidisseurs externes. Le calcul respecte les spécifications détaillées de ISO/TS 14179 Partie 2.
Champs
La méthode de calcul permet la génération d’un large éventail de résultats de sortie en faisant varier systématiquement des paramètres d’entrée sélectionnés. En faisant varier au moins deux paramètres principaux (généralement le couple et la vitesse de rotation), il devient possible de visualiser les réponses du système dans un format structuré, de type champ. Ces représentations offrent une vue claire et complète du comportement du système dans différentes conditions de fonctionnement, ce qui les rend particulièrement utiles pour l’évaluation des performances, l’optimisation et les analyses comparatives.
Un cas d’utilisation typique est le calcul du rendement, où un champ de rendement est généré à partir des variations de la vitesse à l’entrée et du couple à l’entrée. Ce champ offre une vue d’ensemble claire des performances du système dans différentes conditions de fonctionnement.
Interface GEMS
L’interface Gleason GEMS®/GAMA® est un outil d’intégration spécialisé destiné aux experts concevant et fabriquant des roues coniques et hypoïdes. Une fois les charges définies dans le module système, l’interface assure un échange de données fluide et efficace entre le calcul du sous-
module d’engrenage conique de KISSsoft et les logiciels Gleason GEMS® (Gear Engineering and Manufacturing System) et GAMA® (Gleason Automated Measurement and Analysis).
L’analyse au niveau du système fournit des données cruciales sur la déformation réelle de la transmission sous charge, qui a un impact significatif sur le déplacement d’engrènement. Ces informations sont essentielles pour l’optimisation précise des modifications de flanc.
Déformation de carter
La prise en compte de la déformation de carter est un outil d’analyse spécial pour les experts en conception d’engrenages. Il permet de capturer avec précision l’influence des charges de la transmission sur le positionnement des arbres et l’alignement des engrenages. Comme les transmissions modernes et légères présentent souvent une rigidité du carter réduite, les offsets du palier qui en résultent sont critiques pour une analyse précise de contact de dent sous charge.
Le module système intègre la rigidité du carter en important la matrice de rigidité réduite à partir d’un logiciel FEM externe. Cela permet un calcul statique prenant en compte la déformation de carter sous charge d’exploitation.
Fréquences
Le calcul des fréquences est un outil NVH important, prenant en charge à la fois la phase de conception afin d’éviter les résonances et la maintenance prédictive pour la détection des erreurs. Le calcul regroupe et analyse toutes les données relatives à la fréquence pour tous les éléments rotatifs de la chaîne cinématique.
Les fréquences dépendent de la vitesse de rotation et sont calculées sur une plage de vitesse de rotation définie, en tenant compte des harmoniques et bandes latérales pertinentes. Les résultats sont présentés sous forme de diagrammes clairs qui aident à identifier les recouvrements et intersections critiques.
Analyse modale
L’analyse modale calcule les fréquences propres et les modes propres d’un système complet d’arbres, y compris les accouplements par l’engrènement. C’est un outil fondamental pour les experts en analyse dynamique, permettant d’identifier à un stade précoce les conditions de fonctionnement critiques où des résonances pourraient apparaître.
Le calcul est basé sur la méthode des matrices de transfert et peut intégrer différentes approches de modélisation permettant de coupler les vibrations de flexion, en torsion et axiales. Les résultats sont visualisés dans un diagramme de Campbell, qui représente les fréquences propres en fonction de la vitesse de rotation des arbres.
Réponse forcée
L’analyse de la réponse forcée est un outil puissant et convivial pour l’analyse dynamique des chaînes cinématiques soumises à des excitations périodiques. Elle est utilisée pour évaluer le comportement NVH du système. Elle est conçue pour les experts en caractérisation des vibrations et applique une analyse de la réponse en fréquence basée sur les séries de Fourier, afin de fournir des résultats rapides et efficaces.
L’analyse prend en compte les non-linéarités résultant de la variation périodique de la rigidité de l’engrènement et de l’erreur de transmission. Les forces de palier, le facteur dynamique et les forces dynamiques d’engrènement sont fournies dans le domaine temporel.
