La mecatrónica es una disciplina que generalmente requiere la integración de múltiples subsistemas en un solo sistema más grande optimizado.
Esto requiere que un ingeniero analice y configure sistemas que tengan múltiples principios de física de ingeniería para que funcionen, lo que a su vez requiere herramientas de análisis que sean capaces de modelar “Física múltiple”.
El término Multifísica se ha convertido en una especie de término de marketing para algunos de los proveedores de herramientas de análisis más establecidos (MSC, Swanson, etc.) y todos pretenden hacer esto en algún grado u otro, pero creo que es el mejor consejo es familiarizarse con el lenguaje de modelado Modelica.
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Modelica es un lenguaje de modelado de código abierto que es compatible con un conjunto de herramientas de software comerciales. (Dymola, MapleSim, SystemModeler, AMESim, SimulationX, etc.)
Modelica es un lenguaje de modelado orientado a objetos, declarativo y multidominio para el modelado orientado a componentes de sistemas complejos, por ejemplo, sistemas que contienen subcomponentes mecánicos, eléctricos, electrónicos, hidráulicos, térmicos, de control, de energía eléctrica o orientados a procesos.
Es lo que se usa al construir modelos grandes de productos / sistemas completos.
En el trabajo que hago, lo he usado para construir grandes modelos paramétricos de lavadoras. Estos modelos contienen toda la física de la cinemática y la dinámica de la suspensión y la estructura. También modelan motores, controles y algoritmos de control, así como la física asociada con el lavado de ropa, el enjuague y el centrifugado para extraer agua de la ropa.
Las propiedades de masa para los componentes estacionarios y giratorios se extraen de un modelo CAD basado en esqueleto paramétrico, así como los parámetros dimensionales necesarios para configurar el modelo para representar una máquina específica.
El modelo se traduce en código C y se compila en un ejecutable, por lo que se ejecuta bastante rápido. El modelo completo se ejecuta aproximadamente 1/2 en tiempo real, pero se puede simplificar para aplicaciones específicas, y cuando se hace esto, el tiempo de ejecución puede ser considerablemente más rápido que en tiempo real.
Las versiones simplificadas del modelo se utilizan para modelar y desarrollar HIL (hardware en el circuito …) de nuevos controladores, motores y otro hardware. Utilizamos la versión completa del modelo para el desarrollo de algoritmos de centrifugado y lavado.
Actualmente, tenemos casi toda la física del sistema capturada y modelada. Lo que no tenemos son dinámicas corporales flexibles y contacto corporal flexible. Sin embargo, esperamos que esto llegue pronto. Hasta entonces, usamos herramientas FEA más tradicionales para modelar estos efectos.