MASTA v16 تحلیل و بهینه سازی سیستم های انتقال قدرت

MASTA نرم افزاری جامع برای طراحی، شبیه‌سازی و تحلیل دینامیکی سیستم‌های انتقال قدرت و چرخ‌دنده‌های صنعتی محصول شرکت SMT است. این نرم افزار با تمرکز بر طراحی اجزای مکانیکی مانند چرخ‌دنده‌ها، شفت‌ها، یاتاقان‌ها و محفظه‌ها، به‌طور خاص برای شبیه‌سازی تعاملات دینامیکی، هندسی و مکانیکی اجزای یک سیستم قدرت طراحی شده است. روش‌های عددی استفاده‌شده در MASTA شامل تحلیل المان محدود ساده‌شده (Simplified FEA)، تحلیل تماس دندانه‌ای (Tooth Contact Analysis)، و تحلیل دینامیک چندجسمی (Multi-body Dynamics) است.

نرم افزار MASTA (Mechanical Analysis and Simulation Tool for Assemblies) با فراهم‌سازی محیط یکپارچه برای طراحی، تحلیل و ارزیابی رفتار اجزا، امکان بررسی اثرات پارامترهای طراحی بر عملکرد سیستم را فراهم می‌کند. این نرم افزار از مدل‌سازی غیرخطی در تحلیل تماس بین دنده‌ها و اثرات حرارتی پشتیبانی می‌کند. قابلیت تحلیل پدیده‌هایی مانند خمش شفت، انحراف پوسته، توزیع بار تماس در دنده‌های ساده، مارپیچ، مخروطی و سیاره‌ای، به‌صورت مستقیم در بستر نرم افزار قابل پیاده‌سازی است. امکان استخراج داده‌های تنش، خستگی، لرزش، نویز (NVH)، و عملکرد انتقال بار در چرخ‌دنده‌های تحت شرایط عملیاتی مختلف نیز فراهم است.

همچنین، در تحلیل NVH، مدل‌سازی انعطاف‌پذیری پوسته و نحوه انتقال ارتعاش به ساختار اصلی لحاظ می‌شود. امکان تعریف شرایط مرزی وابسته به زمان، بارگذاری دورانی و تحلیل چندمرحله‌ای انتقال قدرت (Gear Shift) در سیستم‌های جعبه‌دنده دستی و اتوماتیک نیز وجود دارد. در بخش طراحی، کاربر می‌تواند هندسه دندانه‌ها را به‌صورت پارامتریک تعریف کرده و فرآیند بهینه‌سازی تماس را با در نظر گرفتن مشخصات ماشین‌کاری پیاده‌سازی کند.

MASTA در حوزه NVH نیز یک محیط یکپارچه برای تحلیل ارتعاش و نویز انتقال قدرت ارائه می کند. محاسبه تحریکات ناشی از چرخ دنده و موتور الکتریکی، تحلیل فرکانسی، انتقال مسیر، تحلیل مودال، شبیه سازی آکوستیک، دینامیک چندجسمی و بررسی پدیده هایی مانند Gear Rattle و Spline Rumble در این محیط قابل انجام است. در نسخه های جدید، تحلیل آکوستیک، تحلیل حرارتی ماشین های الکتریکی و اجرای مطالعات روی زیرساخت های HPC نیز توسعه یافته اند و MASTA 15 قابلیت های جدیدی در زمینه تحلیل حرارتی موتور الکتریکی و تحلیل NVH ارائه می کند.

قابلیت های نرم افزار MASTA

• طراحی سیستم انتقال قدرت | Transmission System Design
  مدل سازی کامل گیربکس و سامانه انتقال قدرت از مرحله مفهوم تا طراحی تفصیلی با تعریف چرخ دنده، شفت، یاتاقان، اسپلاین، کوپلینگ و مسیرهای انتقال گشتاور.
• تحلیل دوام چرخ دنده | Gear Durability Analysis
  ارزیابی عمر و مقاومت چرخ دنده ها در برابر تنش های تماس و خمشی و بررسی عملکرد آنها در کل سیکل کاری و شرایط بارگذاری.
• تحلیل تماس دندانه | Loaded Tooth Contact Analysis
  محاسبه توزیع بار، تماس دندانه، انتقال خطا، ناهم راستایی و تنش ریشه با مدل های با دقت بالا برای بهینه سازی هندسه چرخ دنده.
• تحلیل تغییر شکل سیستم | System Deflection Analysis
  محاسبه تغییر شکل شفت ها، پوسته، یاتاقان ها و اجزای انتقال قدرت و بررسی اثر آن بر هم راستایی و توزیع بار بین دندانه ها.
• تحلیل یاتاقان | Bearing Analysis
  بررسی بارگذاری استاتیکی و خستگی یاتاقان ها با در نظر گرفتن هندسه داخلی، لقی، انبساط حرارتی و شرایط نصب و استفاده از کاتالوگ های متعدد یاتاقان.
• تحلیل تنش و خستگی شفت | Shaft Stress and Fatigue Analysis
  محاسبه تنش، کرنش و عمر خستگی شفت ها تحت بارهای پیچشی، خمشی و ترکیبی در شرایط واقعی عملکرد سامانه.
• تحلیل NVH انتقال قدرت | Powertrain NVH Analysis
  تحلیل ارتعاش و نویز ناشی از چرخ دنده، موتور و اجزای انتقال قدرت از تحریک تا پاسخ سازه ای و صوتی.
• تحلیل دینامیک چندجسمی | Multibody Dynamics Analysis
  شبیه سازی رفتار دینامیکی و غیرخطی سامانه برای بررسی پدیده هایی مانند Gear Rattle و Spline Rumble در حوزه زمان.
• تحلیل بازده و اتلاف توان | Efficiency and Power Loss Analysis
  محاسبه منابع مختلف اتلاف توان وابسته به سرعت و بار در اجزای انتقال قدرت و ارزیابی اثر آنها بر بازده کل سامانه.
• بهینه سازی و مطالعات پارامتریک | Optimisation and Parametric Studies
  اجرای مطالعات چندپارامتری، Design of Experiments، تحلیل Monte Carlo و بررسی اثر تغییرات طراحی، ساخت، مونتاژ و شرایط کاری بر عملکرد سامانه.

ماژول ها و افزونه های مهم MASTA

• ماژول DRIVA
  تحلیل دینامیک چندجسمی تخصصی سامانه های چرخ دنده ای و انتقال قدرت برای بررسی رفتارهای دینامیکی و غیرخطی تحت بارگذاری واقعی.
• ماژول RUNNA
  اجرای دسته ای تحلیل ها و مطالعات پارامتریک و استفاده از پردازش موازی و زیرساخت HPC برای افزایش ظرفیت محاسباتی مطالعات طراحی. در MASTA 14 پشتیبانی آزمایشی از اجرای RUNNA روی Linux HPC نیز اضافه شده است.
• ماژول NVH
  مجموعه ابزارهای تخصصی تحلیل ارتعاش و نویز شامل تحریک چرخ دنده و موتور، تحلیل فرکانسی، انتقال مسیر، مودال، آکوستیک و پدیده های غیرخطی NVH.
• ماژول Advanced System Deflection
  تحلیل پیشرفته تغییر شکل و انعطاف پذیری اجزای سیستم برای بررسی دقیق تر اثر شفت ها، یاتاقان ها، چرخ دنده ها، لقی ها و اجزای انعطاف پذیر بر رفتار انتقال قدرت.
• ماژول Geometry Modeller
  ایجاد و مدیریت هندسه سه بعدی اجزای انتقال قدرت و آماده سازی مدل های CAD و FE برای استفاده در تحلیل های سیستم و اجزای انعطاف پذیر.
• ماژول FE
  استفاده از مدل های اجزای محدود و اجزای کاهش یافته در مدل انتقال قدرت برای افزایش دقت تحلیل پوسته، شفت، چرخ دنده و سایر اجزای سازه ای.
• ماژول Electric Machines
  طراحی و تحلیل ماشین های الکتریکی و یکپارچه سازی مدل های الکترومغناطیسی، مکانیکی و حرارتی در مدل کامل سامانه انتقال قدرت برقی.
• ماژول System Optimiser
  بهینه سازی چندهدفه پارامترهای طراحی سیستم برای رسیدن همزمان به اهدافی مانند دوام، NVH، بازده، وزن، ابعاد و هزینه.

کاربردهای تخصصی در صنایع

• صنایع خودروسازی و خودروهای برقی
  طراحی و تحلیل گیربکس، اکسل، دیفرانسیل و سامانه های انتقال قدرت برقی و هیبریدی و بررسی همزمان دوام، بازده و NVH.
• صنایع ماشین آلات سنگین و Off-Highway
  تحلیل گیربکس ها و سامانه های انتقال قدرت ماشین آلات معدنی، راه سازی، کشاورزی و تجهیزات سنگین تحت سیکل های کاری سخت.
• صنایع هوافضا و سامانه های انتقال قدرت هوایی
  تحلیل دوام، دینامیک، ارتعاش و رفتار انتقال قدرت در سامانه های سبک، پرسرعت و حساس به قابلیت اطمینان.
• صنایع انرژی بادی و توربین های بادی
  مدل سازی و تحلیل کامل گیربکس توربین، مسیر انتقال بار از روتور تا ژنراتور و بررسی رزونانس ها، دوام و رفتار دینامیکی.
• صنایع رباتیک و تجهیزات اتوماسیون
  تحلیل گیربکس های دقیق، سامانه های چرخ دنده ای و محرک های رباتیک از نظر دوام، لقی، ارتعاش و عملکرد دینامیکی.
• صنایع دریایی و سامانه های پیشرانش
  طراحی و تحلیل گیربکس و سامانه انتقال توان شناورها و تجهیزات دریایی تحت بارهای متغیر و شرایط کاری گسترده.

✅ بیشتر بخوانید: MESYS طراحی و تحلیل سیستم های انتقال قدرت

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار MASTA جهت طراحی و تحلیل سیستم انتقال قدرت به اینجا مراجعه کنید. در ادامه عکس هایی از این نرم افزار نشان خواهیم داد.