4 结果分析与对比
为了验证结果报告的合理性，对其进行分析和对比。
4.1洗衣机振动模型
洗衣机的数字模型和实验模型如图16所示，其中在数字模型顶盖设置了四个marker用来模拟实验模型相应位置的加速度计。
图16 波轮洗衣机模型
4.2静态分析
由于该模型为变频机，电机安装在外筒底部中心，不存在偏心，因此四根吊杆的弹簧刚度和长度一致。从图17可以看出桶顶部的四个传感器相对于其初始位置在x和y方向位移均小于1mm，为静平衡状态。
图17 静态分析结果
4.3模态分析
波轮洗衣机主要由三种模态：摆动，摇动，垂直跳动。摆动主要由吊杆长度决定，摇动和垂直跳动主要由弹簧刚度和吊杆夹角决定。
图18 模态分析结果
4.4瞬态分析
偏心负载设置为1kg，放置于内桶的底部。
电机随时间的启动速度曲线如图19所示，内桶在200r／min保持15s，然后加速到600r/min。
内桶顶部中心位移的时域仿真曲线如图20所示，瞬态最大位移为30mm，稳定位移为6mm。对振动系统进行阶次跟踪可以得到转速和振幅曲线（如图21和22），其中图21为仿真计算曲线，图22为实测曲线，从图中可以看出仿真计算得到的一阶固有频率为100r/min，二阶固有频率为200r/min，与测试的结果很接近。
为了检验洗衣机运行过程中，桶身是否撞击制动杆，可以对其进行碰撞和干涉检查，如图23。如果桶身撞击了制动杆，那么其颜色将变红，如果没有发生碰撞，那么该部件将保持原来的蓝色。
吊杆对四个角座的接触力如图24所示，可用于后续的噪音分析。
图19 电机启动曲线
图20 外筒顶部中心时间位移仿真曲线
图21 外筒顶部中心幅值与转速仿真曲线
图22 外筒顶部幅值与转速实验测试曲线
图23 碰撞及干涉检查
图24 角座接触力
5 结论
Motionview的模型定义语言MDL可以非常方便的表达模型拓扑关系、模型数据以及多体动力学求解器求解需要的控制信息，利用Tcl脚本命令可以很方便驱动Motionview进行前处理，求解和后处理的自动化，实现把复杂的系统模型实现参数化。基于web洗衣机振动分析整合了参数建模，模型编辑，求解计算，结果显示整个流程，极大地提高了工作效率。
6 下一步工作
面向洗衣机振动分析专用工具，可以进行参数化建模、自动化仿真、结果可视化的基于web的洗衣机振动数字实验室初步建立完成，但是还需要在以下几个方面进行完善。
6.1液体平衡环等效数学模型
由于波轮洗衣机平衡环内部一般灌装的为盐水，采用球体来等效有一定的局限性。而采用较为精确的流体和多体直接耦合仿真，目前软件的求解能力还有限。因此将液体平衡环单独拿出来，用两相流来模拟偏心旋转时液体的离心力force和滞后角alpha（如图25），进而建立相应的数学模型，最后应用于多体分析中。
图25 液体平衡环数学模型
6.2减振器数据库
根据减振原理，减振器的类型一般有：摩擦阻尼，粘弹性阻尼，磁阻尼，磁流体阻尼，液压阻尼。不同阻尼类型有不用的滞回曲线（如图26），进而建立相应的数学模型，形成数据库。由于实际减振器和理想的减振器性能有一些出入，可以通过动态拉伸测试测量阻尼力在不同频率、行程、温度下随位移和速度的变化曲线，然后对数据库相应的数据进行校正和拟合，提高其准确性。
图26 各种阻尼器的滞回曲线
图27 减振器特性
6.3振动噪声分析
噪声也是洗衣机的一个重要指标，未来可以加入噪声分析模块。具体流程为（图28）：经过多体分析的载荷应用于有限元分析进行振动模拟，箱体振动响应结果应用于声学仿真，对声学仿真的结果进行声学响应和噪声值的计算。
图28 振动声学仿真流程
6.4机械控制系统联合仿真
日常使用的普通洗衣机，通过固定的旋钮控制内桶旋转速度、起停时间、脱水时间等功能，由人进行操纵，洗衣机自身则不能根据洗涤物的质地、数量及洗涤剂的种类来自动选择。智能控制洗衣机内部设置有微控制器和多种精确的智能传感器，能模仿人类的感知能力及思维对洗衣程序进行控制。各种传感器相当于人的耳，鼻，眼，皮肤等，可自动检测判断衣物的重量、质料、脏污程度、洗涤液温度等，并把这些信息传递给CPU。CPU对收到的信息进行综合判断后，自动设定最佳转速、最佳洗涤时间和最佳水位，控制各执行部件自动完成整个洗衣过程。
而对这个过程进行分析和设计，就需要进行机电一体化仿真，以确定控制系统的一些关键参数，实现桶体位移一一传感器一一控制程序一一电机一一桶体位移的闭环控制，如图29。
图29 直流无刷电机闭环控制模型
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