2023多體動力學分析軟件合集

導讀 多體系統動力學是研究多體系統(一般由若干個柔性和剛性物體相互連接所組成)運動規律的科學。多體系統動力學包括多剛體系統動力學和多柔體系統動力學。多體系統動力學分析涵蓋建模和求解兩個階段,其中建模包括從幾何模型形成物理模型的物理建模、由物理模型形成數學模型的數學建模兩個過程,求解階段需要根據求解類型(運動學/動力學、靜平衡、特征值分析等)選擇相應的求解器進行數值運算和求解。

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2023 多體動力學分析軟件合集

2023多體動力學分析軟件合集的圖1



01

 Adams

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖2

ADAMS即機械系統動力學自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),該軟件是美國機械動力公司(現已并入美國MSC 公司)開發的虛擬樣機分析軟件。Adams是多體動力學仿真領域的黃金標準軟件,可幫助工程師研究運動部件的動力學以及載荷和力在整個機械系統中的分布。作為使用廣泛且屢獲殊榮的多體動力學軟件,Adams通過支持早期的系統級設計驗證來提高工程效率并降低產品開發成本。工程師可以評估和管理各個學科之間復雜的相互作用,包括運動,結構,驅動和控制,以更好地優化產品設計的性能,安全性和舒適性。除了豐富的分析功能外,Adams還利用高性能計算環境,針對大型問題進行了優化。MSC Adams軟件由于其領先的“虛擬樣機”理念和技術,迅速發展成為CAE領城中使用范圍最廣。應用行業最多的機械系統動力學仿真工具,占據了全球該CAE分析領城61%的市場份額,被廣泛應用于航天,航空、汽車、鐵道、兵器、船舶、電子、工程設備及重型機械等行業。

特點:

利用交互式圖形環境和零件庫、約束庫、力庫建立機械系統三維參數化模型;

分析類型包括運動學、靜力學和準靜力學分析,以及線性和非線性動力學分析,包含剛體和柔性體分析;

具有先進的數值分析技術和強有力的求解器,使求解快速、準確;

具有組裝、分析和動態顯示不同模型或同一個模型在某一個過程變化的能力,提供多種“虛擬樣機”方案;

具有一個強大的函數庫供用戶自定義力和運動發生器;

具有開放式結構,允許用戶集成自己的子程序;

自動輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線,仿真結果顯示為動畫和曲線圖形;

可預測機械系統的性能、運動范圍、碰撞、包裝、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷;

支持同大多數CAD、FEA和控制設計軟件包之間的雙向通訊;

ADAMS軟件可以廣泛應用于航空航天、汽車工程、鐵路車輛及裝備、工業機械、工程機械等領域。




02

SIMULIA SIMPACK

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖3

Simpack是專家級機電系統運動學動力學仿真分析軟件,是世界上第一款采用完全遞歸算法、利用相對坐標系建立模型的多體動力學軟件。利用Simpack軟件,可以描述并預測復雜機械系統的運動學及動力學性能,分析系統的振動特性、受力狀況以及零部件的運動位移、速度、加速度等。Simpack 可用于幫助工程師完全理解并優化系統、大大減少對物理原型的需求、縮短產品上市時間,并提高產品質量和使用壽命。從本質上來說,Simpack 使制造商能夠以及時且節省材料的方式創建高質量產品,降低設計、生產和維護的總成本,從而幫助其獲取競爭優勢。

特點:

剛柔耦合分析

快速建立離散量柔性體;

與主流有限元軟件(包括Abaqus、Ansys、Nastran等)的雙向數據傳遞功能;

基于優化的柔性體積分技術, 實現高效、穩定、精準的仿真分析;

直接與Abaqus進行聯合仿真,實現在運動過程中非線性柔性體與多體動力學的相互耦合。

實時仿真

具有跨越實時硬件系統及操作環境、支持并行、高效利用處理器強大性能等特點;

不需要輸出模型或代碼,直接利用Simpack所創建的動力學模型即可完成實時仿真;

Simpack實時仿真應用范圍包括:硬件在環、軟件在環和人員在環、駕駛模擬器、臺架試驗臺、主動安全和高級駕駛員輔助系統測試等。

運動學和動力學

Simpack前處理提供了豐富的建模元件庫,包括零件、鉸接、約束、力、碰撞、函數、控制元件等;

采用先進的子結構建模方式,允許子結構相互嵌套,通過各子結構及主模型之間的信息交換器,實現子結構和主模型的自動裝配;

能進行運動學、動力學、逆動力學、頻域、模態等分析,核心的遞歸算法保證了求解的穩定性和可靠;

Simpack后處理對仿真結果用動畫和曲線的形式輸出。




03

COMSOL Multiphysics

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖4

COMSOL Multiphysics 軟件的多體動力學模塊是一款附加產品,其中提供一套先進的工具,支持使用有限元分析(FEA)來設計和優化二維和三維多體系統,能夠在節約計算工作量的同時,模擬柔體和剛體混合系統,找到系統中的關鍵部件,從而方便您能夠在汽車工程、航空航天工程、生物力學等主要應用領域執行更加詳細的部件級結構分析。“多體動力學模塊”可用于對組件的靜態和動態行為建模,這些組件相對于彼此進行平移和旋轉運動。



04

 ANSYS Motion

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖5

ANSYS Motion是由知名制造商美國ANSYS公司研發的一款多體動力學仿真軟件。它可以快速準確地評估整個復雜機械系統中的剛性體和柔性體運動學和動力學特性,并且具有強大的無網格仿真技術,能夠高效并精確的求解多體運動與柔性變形的耦合問題,完成多柔性體的運動性能、振動、疲勞等仿真。軟件除了基本包外,其還提供了額外的工具包,如汽車CAR工具包、皮帶鏈條工具包、動力傳動系統、無網格柔性體工具包等,為特定客戶提供了更加專業和高效的仿真解決方案。

特點:

求解器

運動求解器可以加快大自由度系統的仿真速度;

使用共享內存并行處理 (SMP) 和大規模并行處理 (MPP) 環境更快地進行仿真。

前置后置處理器

Ansys Motion 預處理器為組件和系統提供優化的建模環境;

組件可以建模為由零件文件和網格文件組成的單個實體。零件文件和網格文件獨立處理和管理,允許在其他模型中重復使用數據;

后處理器提供由復雜幾何圖形組成的系統的快速動畫。

MBD 專業版

MBD Pro 包含在 Ansys Motion 基礎包中,是用于分析剛體系統的模塊;

運動控制方程是基于參數廣義坐標系制定的。剛體通過關節、基本約束、襯套、接觸和用戶定義的函數表達式連接。支持平滑的面對面接觸。曲面可以由分段三角形面片或 NURBS 曲面表示。




05

 RecurDyn

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖6

RecurDyn (Recursive Dynamic)是由韓國FunctionBay公司開發出的新一代多體系統動力學仿真軟件。它采用相對坐標系運動方程理論和完全遞歸算法,非常適合于求解大規模的多體系統動力學問題。該軟件具有悠久的發展歷史及極其廣泛的客戶群,它繼承了自70年代以來所有主要的多體動力學相關技術,加上特有的遞歸算法(Recursive Formulation)、完全柔性體算法(MFBD)、解析接觸算法(Analysis Contact)、實體接觸算法(Solid contact)、控制集成技術(Colink)、自動設計優化技術(AutoDesign)、以及創建客戶自主產品的數字化開發平臺所需的二次開發工具包(PNet),可以為客戶提供 “仿真驅動產品數字化開發”所需要的相應解決方案。




06

 Universal Mechanism

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖7

Universal Mechanism(簡稱UM)是一款來自俄羅斯的新一代多體系統運動學、動力學仿真軟件。軟件采用模塊化的組織結構,相對獨立的前后處理器,不僅能分析多自由度的剛體系統,還能分析復雜的剛柔耦合體系統,廣泛應用于機械、汽車、機車車輛、航空航天、國防軍工和機器人等領域。UM提供多種CAD軟件的接口,可直接從CAD軟件的內核導入數據,實現無縫連接,沒有數據丟失。同時也支持STEP、3DS、ASC等中間格式文件的導入。此外,UM 實驗室還開發了一個ADAMS-UM接口,可以很方便地將ADAMS格式的幾何模型導入UM程序進行動力學分析。





07

 Simdroid 通用仿真平臺

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖8

Simdroid是北京云道智造科技有限公司自主研發的通用多物理場仿真平臺,具備自主可控的固體力學、電動力學、流體力學和熱力學等通用求解器,支持多物理場耦合仿真,在統一友好的環境中為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。同時,作為仿真PaaS平臺,其內置的APP開發器支持用戶以無代碼化的方式便捷封裝全參數化仿真模型及仿真流程,將仿真知識、專家經驗轉化為可復用的仿真APP。

特點:

自主可控:內核自主可控,具有多種通用求解器,支持多物理場耦合仿真。統一接口和數據結構,便于組件擴展和平臺升級;

開發便捷:開發者無需掌握任何編程語言,只需通過圖形化交互界面即可便捷完成仿真工作和仿真APP開發;

方便易用:使用者無需掌握復雜的仿真技術,只需通過下載、運行仿真APP,即可獲得專業的仿真結果。





08

 LMS Virtual.Lab Motion

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖9

LMS Virtual.Lab Motion是由著名制造商德國Siemens公司研發的一款多體動力學軟件。LMS Virtual.Lab Motion-基于LMS Virtual.Lab這一全球第一個多學科功能品質工程平臺,很好地解決了以上現今在多體動力學仿真中所遇到的疑難。軟件擁有穩定快速的求解及豐富的后處理功能以及專用設計模塊,這些模塊能夠幫助使用者提高效率,快速建立所需的專業詳細模型。到目前為止,該軟件被廣泛地應用于航空航天、汽車、船舶、國防、工程機械、家電、汽車零部件、機床等機械制造設計領域,除了通用機械多體動力學仿真之外,它同時擁有強大的行業專業解決方案,以此來滿足用戶的各種需求。

特點:

易用性

LMS Virtual.Lab Motion擁有專用設計模塊,這些模塊能夠幫助使用者提高效率,快速建立所需的專業詳細模型,這大大縮短了手工建模的時間。專業分析模塊界面位于Virtual.Lab Motion的上方,方便工程師進行建模和分析工況的設置。除專用模塊外,使用Virtual.Lab Motion可以將現有子機構裝配成一個系統。通過這種方法,公司中的子系統設計部門可以在保持系統級密切協同的同時獨立進行工作;

集成性

LMS Virtual.Lab提供進行多屬性仿真的無縫集成環境。由于系統參數化和系統關聯性,工程師可以以簡單高效的方式解決模型中的問題并實現模型優化。當一個模型參數改變時,程序自動分多級對動力學運動仿真和耐久性及NVH分析結果進行更新。此外,可以使用設計桌面來實現對一整套參數的一鍵修改,既節省時間,又防止在文件調用和更新中出錯,使工程師可以將更多的時間花在實際分析階段而非建模階段。




09

MotionSolve

 

2023多體動力學分析軟件合集的圖10

MotionSolve(Altair MotionSolve)是由美國Altair公司研發的新一代多體動力學仿真分析軟件,是一個通用的多體動力學仿真前處理器和可視化工具。軟件采用完全開放的程序架構,可以實現高度的流程自動化和客戶化定制。它具有簡潔友好的界面,高效的建模語言(MDL),同時也是一款支持多求解器輸出的多體動力學軟件,可以將模型直接輸出成ADAMS、DADS、ABAQUS和NASTRAN等多種求解格式文件,或直接由MotionSolve求解。除此之外軟件還為復雜機械系統的仿真提供了強大的建模、分析、可視化和優化功能。分析功能包括運動學、動力學、靜力學、準靜力學、線性和振動分析,可以幫助用戶更好地了解和改善產品的性能。

特點:

全面的多體動力學解決方案來優化機械系統的性能;

方便快捷的機構系統建模、分析、驗證和優化功能;

得到汽車、航空航天、通用機械等多個行業的驗證;

通過客戶合作進行了大量的實驗數據和仿真數據的對標。




文章來源:軟服之家

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