4 結果分析與對比
為了驗證結果報告的合理性，對其進行分析和對比。
4.1洗衣機振動模型
洗衣機的數字模型和實驗模型如圖16所示，其中在數字模型頂蓋設置了四個marker用來模擬實驗模型相應位置的加速度計。
圖16 波輪洗衣機模型
4.2靜態分析
由于該模型為變頻機，電機安裝在外筒底部中心，不存在偏心，因此四根吊桿的彈簧剛度和長度一致。從圖17可以看出桶頂部的四個傳感器相對于其初始位置在x和y方向位移均小于1mm，為靜平衡狀態。
圖17 靜態分析結果
4.3模態分析
波輪洗衣機主要由三種模態：擺動，搖動，垂直跳動。擺動主要由吊桿長度決定，搖動和垂直跳動主要由彈簧剛度和吊桿夾角決定。
圖18 模態分析結果
4.4瞬態分析
偏心負載設置為1kg，放置于內桶的底部。
電機隨時間的啟動速度曲線如圖19所示，內桶在200r／min保持15s，然后加速到600r/min。
內桶頂部中心位移的時域仿真曲線如圖20所示，瞬態最大位移為30mm，穩定位移為6mm。對振動系統進行階次跟蹤可以得到轉速和振幅曲線（如圖21和22），其中圖21為仿真計算曲線，圖22為實測曲線，從圖中可以看出仿真計算得到的一階固有頻率為100r/min，二階固有頻率為200r/min，與測試的結果很接近。
為了檢驗洗衣機運行過程中，桶身是否撞擊制動桿，可以對其進行碰撞和干涉檢查，如圖23。如果桶身撞擊了制動桿，那么其顏色將變紅，如果沒有發生碰撞，那么該部件將保持原來的藍色。
吊桿對四個角座的接觸力如圖24所示，可用于后續的噪音分析。
圖19 電機啟動曲線
圖20 外筒頂部中心時間位移仿真曲線
圖21 外筒頂部中心幅值與轉速仿真曲線
圖22 外筒頂部幅值與轉速實驗測試曲線
圖23 碰撞及干涉檢查
圖24 角座接觸力
5 結論
Motionview的模型定義語言MDL可以非常方便的表達模型拓撲關系、模型數據以及多體動力學求解器求解需要的控制信息，利用Tcl腳本命令可以很方便驅動Motionview進行前處理，求解和后處理的自動化，實現把復雜的系統模型實現參數化。基于web洗衣機振動分析整合了參數建模，模型編輯，求解計算，結果顯示整個流程，極大地提高了工作效率。
6 下一步工作
面向洗衣機振動分析專用工具，可以進行參數化建模、自動化仿真、結果可視化的基于web的洗衣機振動數字實驗室初步建立完成，但是還需要在以下幾個方面進行完善。
6.1液體平衡環等效數學模型
由于波輪洗衣機平衡環內部一般灌裝的為鹽水，采用球體來等效有一定的局限性。而采用較為精確的流體和多體直接耦合仿真，目前軟件的求解能力還有限。因此將液體平衡環單獨拿出來，用兩相流來模擬偏心旋轉時液體的離心力force和滯后角alpha（如圖25），進而建立相應的數學模型，最后應用于多體分析中。
圖25 液體平衡環數學模型
6.2減振器數據庫
根據減振原理，減振器的類型一般有：摩擦阻尼，粘彈性阻尼，磁阻尼，磁流體阻尼，液壓阻尼。不同阻尼類型有不用的滯回曲線（如圖26），進而建立相應的數學模型，形成數據庫。由于實際減振器和理想的減振器性能有一些出入，可以通過動態拉伸測試測量阻尼力在不同頻率、行程、溫度下隨位移和速度的變化曲線，然后對數據庫相應的數據進行校正和擬合，提高其準確性。
圖26 各種阻尼器的滯回曲線
圖27 減振器特性
6.3振動噪聲分析
噪聲也是洗衣機的一個重要指標，未來可以加入噪聲分析模塊。具體流程為（圖28）：經過多體分析的載荷應用于有限元分析進行振動模擬，箱體振動響應結果應用于聲學仿真，對聲學仿真的結果進行聲學響應和噪聲值的計算。
圖28 振動聲學仿真流程
6.4機械控制系統聯合仿真
日常使用的普通洗衣機，通過固定的旋鈕控制內桶旋轉速度、起停時間、脫水時間等功能，由人進行操縱，洗衣機自身則不能根據洗滌物的質地、數量及洗滌劑的種類來自動選擇。智能控制洗衣機內部設置有微控制器和多種精確的智能傳感器，能模仿人類的感知能力及思維對洗衣程序進行控制。各種傳感器相當于人的耳，鼻，眼，皮膚等，可自動檢測判斷衣物的重量、質料、臟污程度、洗滌液溫度等，并把這些信息傳遞給CPU。CPU對收到的信息進行綜合判斷后，自動設定最佳轉速、最佳洗滌時間和最佳水位，控制各執行部件自動完成整個洗衣過程。
而對這個過程進行分析和設計，就需要進行機電一體化仿真，以確定控制系統的一些關鍵參數，實現桶體位移一一傳感器一一控制程序一一電機一一桶體位移的閉環控制，如圖29。
圖29 直流無刷電機閉環控制模型
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