O Smart Virtual Sensing está mudando a forma como se conduz testes de física. Teste e validação são etapas cruciais para o design do produto e a evolução de novos conceitos. Normalmente, sensores são instrumentados nos locais-chave e a resposta do sistema às condições de carga necessárias é medida. Isso permite verificar se as respostas estáticas e dinâmicas são as esperadas ou se um sistema pode sobreviver em condições críticas de carga. A tecnologia de teste evoluiu rapidamente devido à demanda por validação de teste eficiente, com o lançamento regular de novos tipos de sensores físicos, canais de teste de maior precisão, novos recursos de pós-processamento integrados, testes XiL e muito mais...
Desafios para teste e validação
Engenheiros de teste frequentemente se deparam com os seguintes desafios: Como você pode fazer uma medição em locais onde sensores físicos não podem ser colocados? Exemplos de tais lugares incluem:
Os extensômetros não podem ser instalados em pontos quentes devido à geometria complexa
A embalagem apertada torna impossível a instrumentação do acelerador na seção crítica
As cargas operacionais são difíceis de medir, pois adicionar um transdutor de carga adicional modifica a dinâmica da estrutura
Longo tempo de instrumentação e grande esforço para colocar um grande número de sensores para cobrir toda a estrutura
A realização de testes completos de veículos para validar componentes específicos do veículo consome tempo e é dispendiosa
Danos ocorrem na estrutura cara durante o teste devido a sobrecarga inesperada
Muitos engenheiros já se perguntaram: não existe uma nova tecnologia que possa ajudar a enfrentar esses desafios?
Soluções revolucionárias – Simcenter 3D Smart Virtual Sensing
O Simcenter 3D Smart Virtual Sensing ajuda você a fazer estimativas de campo (deformação, estresse, velocidade, aceleração e deslocamento) e estimativas de carga (força, momento). Ele fornece uma estrutura para fusão de dados de previsão de modelo FE e medição física. Esta estrutura fornece resultados precisos com compensação tanto pela imprecisão do modelo quanto pelo ruído de teste. Além disso, além de aumentar os resultados dos testes após testes físicos, ele pode exportar um Executable Digital Twin (xDT) para ser executado em uma plataforma em tempo real para testes em tempo real.
Com o Simcenter 3D Smart Virtual Sensing, você pode:
Medir locais de pontos de acesso inacessíveis a partir de sensores físicos colocados em locais acessíveis
Meça a aceleração de locais remotos para evitar lugares muito movimentados.
Meça as cargas operacionais por meio de alguns extensômetros em vez de adicionar transdutores de carga.
Use sensores virtuais para substituir ou enriquecer sensores físicos, para acelerar a campanha de testes e otimizar o custo
Determine as cargas operacionais dos componentes alvo do teste do veículo inteiro e então reproduza as cargas equivalentes em uma bancada de teste.
O monitoramento de todo o estresse de campo em tempo real durante o processo de teste permite que as cargas de entrada sejam ajustadas quando o estresse crítico for atingido.
Implementação
Como pode-se lidar com tantos desafios? O Simcenter fornece um fluxo de trabalho integrado do aplicativo Simcenter 3D Smart Virtual Sensing para os ambientes de teste. Isso é baseado no Executable Digital Twin (xDT) exportado que pode ser implantado em plataformas Model-based System Testing (MBST) , dando a ele a capacidade adaptativa para resolver vários problemas de teste.
O ponto de partida deste fluxo de trabalho é sempre com o Simcenter 3D Smart Virtual Sensing, onde a solução de sensoriamento virtual inteligente é criada e a entrada e a saída do xDT são definidas. As entradas são as medições físicas necessárias, a saída pode ser sensores virtuais em locais necessários, cargas e status de campo completo. O solver de fusão de dados e o modelo FE de ordem reduzida são incorporados no xDT exportado.
Teste de sistema baseado em modelo off-line vs em tempo real
O Simcenter 3D Smart Virtual Sensing xDTs pode ser implantado no Simcenter Testlab RT (MBST em tempo real) e no Simcenter Testlab Neo (MBST offline). Cada opção habilita diferentes cenários de usuário.
Você pode escolher trabalhar offline porque simplesmente deseja estender os conjuntos de dados medidos. Como você já concluiu o teste e a aquisição de dados, os dados de detecção virtual podem ajudar a estender suas medições físicas para fornecer a você uma visão completa da engenharia, como cargas operacionais e medição de detecção virtual aumentada. Ele permite que você integre facilmente o novo método em projetos de teste existentes. Por exemplo, execute análises de durabilidade em mais locais com sensores virtuais estendidos.
A implantação do Smart Virtual Sensing no Testlab RT fornece todas as cargas e estimativas de sensores virtuais em tempo real, permitindo que você monitore e interaja com o processo de teste.
Por exemplo, ao testar uma nova peça ou mesmo um protótipo, danificar a peça pode resultar em grandes custos e tempos de desenvolvimento estendidos. Portanto, métodos de proteção da peça podem ser inestimáveis. Com o Simcenter Testlab RT junto com o Smart Virtual Sensing xDT, você ganha insights adicionais sobre sua peça durante o teste. Se as cargas excederem os valores aceitáveis, o teste pode ser interrompido, protegendo a peça.
Teste de sistema baseado em modelo off-line
Você pode primeiro executar testes e aquisição de dados e, então, aumentar os resultados dos testes implantando o Smart Virtual Sensing xDT dentro do Simcenter Testlab Neo. As entradas do xDT serão dados de teste correspondentes, as saídas são canais de sensores virtuais e cargas estimadas.
Implantação de testes de sistema baseados em modelos off-line
Pode-se implementar o Simcenter 3D Smart Virtual Sensing xDT no Simcenter Testlab Neo simplesmente seguindo as etapas abaixo:
Etapa 1:
Teste de desempenho com sensores físicos instrumentados e Simcenter SCADAS para aquisição de dados
Etapa 2:
Implante o Smart Virtual Sensing xDT no ambiente de teste usando o método dedicado da Unidade de Mock-up Funcional (FMU) no Simcenter Testlab Neo Process Designer
Etapa 3:
Configurar entradas xDT com resultados de medições físicas
Etapa 4:
Execute xDT para estender suas medições físicas com mais canais de sensores virtuais e cargas estimadas
Etapa 5:
Execute mais pós-processamento de dados de teste com base nos resultados de teste enriquecidos para fornecer a você uma visão completa da engenharia.
O fluxo de trabalho completo foi projetado para que o Smart Virtual Sensing xDT exportado possa ser perfeitamente integrado ao ambiente de teste. Ele abre muitas novas oportunidades para facilitar o processo de teste.
Por exemplo, algumas medições de deformação feitas em locais acessíveis podem produzir o estresse de pontos quentes e cargas operacionais, sobrecarregando a usabilidade dos resultados de medição tradicionais. Com as cargas estimadas, você pode realizar análises de resistência e durabilidade.
Teste de sistema baseado em modelo em tempo real
Você pode achar que a abordagem off-line é boa, mas você deve concluir o teste primeiro e então executar a argumentação dos dados de teste. Você, portanto, quer obter a estimativa de detecção virtual em tempo real. Com o Smart Virtual Sensing xDT incorporado ao MBST em tempo real, você pode obter os canais de teste virtuais estendidos, visualizar o estresse e a deformação de campo completos durante o teste e até mesmo usar essa estimativa de campo para otimizar o processo de teste. Por exemplo, como mencionado anteriormente, você pode diminuir as cargas de entrada quando atingir sua margem de segurança para o estresse crítico. Isso pode ajudar a proteger seu objeto de teste caro ou insubstituível.
O MBST em tempo real pode ser configurado implantando o Simcenter 3D Smart Virtual Sensing xDT no Simcenter Testlab RT. O Simcenter Testlab RT fornece o software de aplicativo e o hardware em tempo real para executar o Simcenter 3D Smart Virtual Sensing xDT, alimentar as entradas físicas para a entrada FMU e obter as saídas definidas pela FMU em tempo real. Isso fornecerá a estimativa de carga e a estimativa de campo ao mesmo tempo que a medição física. Os resultados dos canais virtuais podem ser exibidos como um gráfico junto com os canais físicos, os resultados da estimativa de campo completo também podem ser transmitidos para a ferramenta de visualização para obter o status de campo completo.
Implantação de testes de sistema baseados em modelos em tempo real
Etapa 1:
Sensores de instrumentos e conectá-los ao Testlab RT por meio de um sistema de aquisição de dados em tempo real
Etapa 2:
Implantar o Smart Virtual Sensing xDT no Testlab RT por meio da interface da web
Etapa 3:
Configurar as entradas xDT com canais de teste em tempo real
Etapa 4:
Execute os testes físicos e execute o Smart Virtual Sensor xDT para obter dados de detecção virtual em tempo real
Etapa 5:
Transmita os resultados da estimativa xDT para a ferramenta de visualização para monitoramento de status de campo completo
Conclusão
Para soluções MBST off-line e em tempo real, é importante saber onde colocar sensores e quantos sensores são necessários. O Simcenter 3D fornece o Optimal Sensor Placement para ajudar com isso.
Com o Simcenter 3D Smart Virtual Sensing, até mesmo os pontos inacessíveis se tornam mensuráveis. Esta solução inovadora não só supera o desafio de colocar sensores físicos em áreas de difícil acesso, mas também reduz significativamente o tempo de instrumentação e os custos de hardware. Ao criar um Smart Virtual Sensing xDT dentro do Simcenter 3D, você pode exportar e incorporar o xDT no Simcenter Testlab Neo para aumento de resultados de teste off-line. Como alternativa, você pode implantar o xDT no Simcenter Testlab RT para testes de sistema baseados em modelo em tempo real. Essas integrações perfeitas aprimoram seus recursos de teste, fornecendo dados e insights precisos que antes eram inatingíveis.
Este não é apenas um pequeno passo incremental em suas capacidades de teste, mas uma revolução para transformar seus processos de teste.
Medir o ponto de acesso inacessível a partir de sensores de instrumentos colocados em locais acessíveis
Obtenha cargas operacionais de forma prática para alavancar análise de resistência e estudo de durabilidade
Economize tempo e custo de instrumentação ao testar grandes estruturas usando sensores virtuais
Realizar testes de componentes equivalentes em uma bancada de testes reproduzindo cargas operacionais
Obtenha insights sobre o desempenho e interaja com a estrutura durante todo o processo de teste
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