UM Subsystems

UM Subsystems

istory Das Modul Subsystem

 

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Modellierung mittels Subsystemtechnik ist Grundlage in der Modellierung der Objekte mit großer Zahl von Freiheitsgraden, sowie für den Aufbau der Datenbanken von typischen Strukturelementen die in technischen Systemen angewendet sind. Indem man diese Methode anwendet, wird ein Objekt als Baum der Subsysteme dargestellt, die mittels der Kraftelemente und Constraints verbunden sind. Als Subsystem kann jeder möglicher Objekt, der vorher vom Benutzer modelliert wird, weiter als Subsystem betrachtet werden und als Objekt im Gegenstand eine weitere Baum der Subsystemen umfassen kann.

Ein weiteres Beispiel – das Modell eines Eisenbahnzuges, bestehend aus einer Lokomotive und mehrere Waggons des gleichen Typs. Dem Benutzer ist ausreichend, nur einmal das Modell der Lokomotive und einem Waggon zu beschreiben, um eine beliebige Anzahl der Waggons in das Modell des Zuges einzuschließen.

Das Subsystem kann jedes Objekt sein, das in der UM beschrieben ist. Ein Teil der Strukturelemente und Gelenke, die in das Subsystem eingeschlossen sind, könnte als externe beschrieben werden. Für die externe Elemente in einem Subsystem sind nur erster Body angegeben, der zweite wird als externe definiert, so dass diese Elemente dazu bestimmt sind, Beziehungen und Kraft-Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Subsystemen zu realisieren.

Die Methode von Subsystemen bietet den Nutzern eine benutzerfreundliche Oberfläche für die Arbeit mit den Identifikatoren. Aufgrund dessen, dass die Identifikatoren von verschiedenen Subsystemen unterschiedliche Werte annehmen können, ermöglicht das Subsystem verschiedene Arten von Objekten zu simulieren. Zum Beispiel mittels UM aufgebautes und vollständig parametrisierte Modell von einem Eisenbahnwagon mit Drei-Element-Drehgestelle kann benutzt werden, um eine dynamische Analyse der Gondel, Tank, Trichter, Pritschenwagen, etc., in unbelasteten oder sowohl auch belasteten Zuständen, in einem Sollzustand und einem Abweichungszustand  wegen z.B. Verschleiß, durchzuführen. Mit mehrmaligem Einschalten des Subsystems in das Modell des Eisenbahnzuges und das Ändern der Identifikatoren -Werte in den einzelnen Subsystemen kann man eine beliebige Konfiguration des Eisenbahnzuges zu modellieren.

Das Subsystemmethode ist die Grundlage für die Entwicklung von spezialisierten Module in UM durch die Erstellung von Standard-Subsysteme. Zum Beispiel ein Standard-System -  Radsatz ist ein Grundelement für Simulation von Schienenfahrzeugen. Simulation von Kettenfahrzeugen ist mit dem Standard-Subsystem - Caterpillar verbunden. Durch die Hinfügung des Subsystems Caterpillar lässt sich automatisieren die komplizierte Operationen an der Synthese von Elementen des Subsystems: der Benutzer gibt die Anzahl der Rollen, ihre Position und Parameter, Art der Aufhängung (z.B. Torsionen), die Anzahl der Tracks und andere Parameter, während Subsystem selbst mit diesen Eigenschaften dynamisch erzeugt wird. Im Basis der Modellierung der Dynamik des Autos ist, zusammen mit dem Pneumatik, liegt eine Reihe von Standard-Subsysteme der Fahrzeugaufhängungsmodellen (mit zwei Querlenkern, Fahrwerksfedern und Führungen an der Strebe, und so weiter). Da Subsysteme vollständig parametrisiert und für Veränderung offen sind, ist es leicht die spezifischen Anforderungen der Konstruktion zu berücksichtigen. Natürlich mit Hilfe dieser Methode kann der Benutzer für eigene Entwürfe die Subsysteme anlegen und eine Datenbank von Standard-Bauteilen und Komponenten erstellen.

Поезд

Train model created with the help of subsystem module

 

 Functionen des Moduls:


  - einfache Beschreibung von Modellen komplexer technischer Systeme, insbesondere wenn sie typischen mehrmals wiederholte Elemente enthalten;
 - einfachheit der Modifizierung der Modellen durch Austausch der einzelnen Subsysteme mit bereits erstellten Datenbank;
 - möglichkeit einer Wertenfestlegung der verschiedenen Parameter der verschiedenen Subsysteme, die von einem Vorfahren erzeugt werden sind;
 - möglichkeit der Modellierung der Hybrid-Objekte zu schaffen in denen, ein Teil der Sub-Systeme von starren Körpern, und der andere Teil – von elastischen Körper modelliert sind;
 - möglichkeit der Modellierung von Systemen mit sehr große Anzahl der Freiheitsgraden;
 - fähigkeit die Bewegungsgleichungen der einzelnen Subsysteme im Voraus zu synthetisieren, und nur einmal für Teilsysteme, die von einem Vorfahren erzeugt sind.