多體動力
關注創建者：Helena.Shao 創建時間：2020-02-20
多體動力的視頻教程
Altair MotionView / MotionSolve 多體動力學培訓
內容大綱： ·? 1.Altair多體動力學解決方案? 2.多體動力學基本建模工具? 3.多體動力學多體系統建模分析 4.多體動力學優化和聯合仿真
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【專題課程】ANSA KINETICS多體動力學分析專題(完結)
多體動力學包括多剛體系統動力學和多柔體系統動力學。本專題課程基于ANSA軟件在講解ANSA的多體系統（Multibody system）其中包含運動學-kinematics和動力學-kinetics）。通過幾個工程項目案例實戰step by step一步步給大家展示ANSA多體的仿真及應用，ANSA通過內置求解器對多體動力學模擬做出精確的模擬。
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新一代強大的柔性多體動力學仿真解決方案——ANSYS Motion
多體動力學仿真是一種數值模擬方法，其目的是對由約束條件（Joint）及相互作用而互相連接在一起的物體組成的機械系統，在已知力或者運動時，由計算機依據運動學及動力學方程計算得到機械系統的位置、速度、加速度。對于系統中的柔性體利用節點法或模態法，得到該柔性體的變形、應力以及應變等數據。
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多體動力的實例教程
基于多柔體動力學(MFBD) 技術對行星輪系建立了剛柔耦合多體系統模型,其中柔體部件采用了節點法和模態縮減法兩種建模方式。利用RecurDyn 軟件對該多體系統進行了仿真分析,得出了行星架速度曲線和齒輪的動態嚙合力曲線,并將結果與剛體仿真結果進行比較,同時得出了行星輪系在嚙合過程中的應力云圖及節點應力曲線。通過對仿真結果的分析得出了行星輪被破壞的主要原因。仿真數據也為優化設計和疲勞性能研究提供了依據,為新產品的開發提供了有效的手段。
基于多柔體動力學技術的行星輪系多體動力學仿真分析.rar
展開 前言：Comsol是優秀的多物理場仿真軟件，用來模擬單個物理場、以及耦合多個物理場。用戶可以在Comsol中任意組合使用物理場模塊，無論模擬哪個工程領域的問題或是哪種特定的物理現象，都可以在同一個軟件界面中，使用相似的操作流程進行分析。Comsol主要有結構力學、聲學、化工、流體、傳熱、電磁模塊等，本次仿真主要采用其中的多體動力學模塊進行剛柔耦合分析。多體動力學模塊是進行多物理場耦合的一個關鍵基礎模塊，用戶可以在此基礎上耦合例如聲學、疲勞、傳熱等模塊。
第一部分：Comsol多體動力學剛柔耦合仿真介紹
在通常情況下，多體動力學仿真中的大部分部件都是剛性的，由此只需要關注剛體的動力學特征，然而，在某些特殊情況下，我們需要觀察其中某個部件的變形、應力、應變情況，所以我們需要選擇性的將剛體和柔性體指派到不同的部件。關于多體動力學的剛柔耦合分析，很多有限元軟件都可以實現，如Hyperworks、Adams、ANSYS等，但是這些有限元軟件在進行模型建模時，有些缺少必要的運動副，有些需要借助別的軟件才可以進行柔性體轉化，使用不夠便利。而Comsol解決了上述軟件的矛盾，可以在自己的界面中獨立完成剛柔耦合分析，對于不重點關注的剛體部分，可以將網格粗糙化，對于重點關注的柔性體部分，可以將網格適當加密。
Comsol基礎的運動副（關節）包括：
棱柱關節、鉸鏈關節、圓柱關節、螺紋關節、平面關節、球關節、槽關節、約化槽關節、萬向接頭、距離關節等。
展開 隨著科技的不斷進步，很多新的科學技術都被研發和應用，多體動力學也作為一項高科技技術廣泛的應用在機械工程領域。機械工程領域的很多設備設計和產品研發，都需要應用多體系統動力學的相關知識。據此，重點闡述了多體動力學在機械工程領域的具體應用，希望為同行提供一些參考。
多體動力學的概念及研究價值
多體動力學的研究是建立在多個物體動力學上，所以又稱之為多體系統動力學，多個物體通過特定的鉸鏈連接起來，形成一種復雜的系統。這些物體根據性質不同， 可以分為多剛體系統和多柔性多體系統。多體系統動力學的研究涵蓋了多種學科，包括動力學、分析力學、有限元理論、連續介質力學、計算力學、控制理論等。
多體動力學的研究具有重大價值，它推動了機械工程行業的快速發展。多體系統動力學中的機械系統仿真分析技術使用的最為廣泛，其中有ADAMS和DADS兩個系統的應用，這兩個系統可以對產品進行建模和求解，從而預測產品的性能，幫助實現產品最優化。尤其在機械工程領域的產品都是復雜的系統，通過經典力學來求解很難達到理想的效果，現在多體系統動力學已經廣泛的應用在機械工程的很多領域。
多體動力學在機械工程領域應用
1. 多體動力學在航空航天領域的應用
航空航天領域是我國重要的科學發展領域，近年來也是不斷在技術上有所突破，成為世界航天航空技術領先的國家之一。飛機是一架精密的儀器，里面的各個部件都是通過科學的設計才能到達完美的融合。
展開 作為齒輪傳動系統動態特性的預測方法，本文中介紹了考慮齒輪接觸剛度變化的多體動力學方法，并給出了驗證結果，結論如下：
-采用多體動力學方法進行齒輪接觸計算，可以考慮齒輪變形和嚙合齒數變化引起的嚙合剛度變化。
-該方法可以對系統的行為進行仿真和評估。振動由齒輪接觸引發，并通過軸和軸承傳遞到外殼。
-多體動力學方法可以在考慮瞬態條件下計算齒輪傳動系統的動態特性。
傳統的齒輪傳動仿真是靜態的，而不是動態的。但是，因為BEV（純電動汽車）/HEV（混合動力汽車）的齒輪變速箱會在各種駕駛條件下使用，瞬態響應仿真比以往更重要。多體動力學適用于此類機械系統仿真，RecurDyn/DriveTrain使工程師能夠動態地開發考慮各種瞬態條件的齒輪傳動系統。
文章來源:Recurdyn軟件
展開 緊密集成多體和結構仿真求解器，可以同時求解剛體、柔性體、力實體和連接副的控制方程。適用于大規模自由度系統仿真分析，專門為剛體和柔體混合系統定制的稀疏矩陣求解器已驗證，可以很好地處理大規模自由度系統仿真分析
先進的3D面接觸算法，可以很好地支持3D面接觸，包括小面和NURBS兩種類型。提供剛體-剛體面接觸，剛體-柔性體面接觸和柔性體-柔性體面接觸，高效的接觸探測算法可以更快速地計算復雜接觸問題
Ansys Motion 標準包支持模態柔性體和節點柔性，并可自由選擇。Ansys Motion同時支持無網格柔性技術，用戶無需對結構進行網格劃分即可實現柔性體數據的計算
Ansys Motion可以提供高效，功能強大的多柔性體動力學分析工具，對機械系統的運動學分析、車輛動力學、大變形結構分析、高速旋轉系統、3D接觸系統、以及多體運動、結構變形、動力學耐久性分析等有完整的解決方案。并可以結合Ansys Maxwell 及Mechanical 來實現電機的NVH分析，利用FMI接口及MATLAB實現與Twin Builder、Simulink等軟件的系統仿真。
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3.【2025年三等獎】李辰 | 小米移動科技股份有限公司南京分公司，Ansys Rocky 耦合 Ansys Motion 在洗衣機平衡環研發中的應用：作品將離散元和多體動力學進行了有機結合，確定了Ansys Rocky和Motion耦合的方案進行洗衣機平衡環的仿真，并在家電行業得到驗證，探索了一條新的多物理場仿真路徑。
求解精度與效率雙優
· 相比傳統有限元（FEA），Adams 以多體動力學專用求解器實現非線性動力學快速計算，耗時僅為 FEA 的 1/5-1/10，同時精準輸出全運動周期的載荷、加速度、應力數據，為 FEA 提供精準邊界條件，提升結構分析精度dr.adams.com。
施加工況與載荷：
· 基于ADAMS/Car等多體動力學仿真或臺架試驗數據，提取各典型工況下控制臂各連接點處的力和力矩。
· 垂向工況：在球鉸處施加Z向力，大小為18522N。
· 制動工況：在球鉸處施加-X向力，大小為-7938N。
· 側向工況：在球鉸處施加Y向力，大小為5292N。
結構 / 流體 / 電磁 / 光學仿真解決方案
MVSC 中心提供涵蓋結構、流體、電磁、光學領域的仿真解決方案，覆蓋從低頻到高頻、從幾何光學到物理光學、從線性靜力到非線性多體動力學的完整工程場景。
本案例基于多體動力學模型，對一款面向半導體物料搬運研發的專用機器人夾爪進行夾持力預測分析。同時，采用多柔體動力學（MFBD）技術開展耐久性分析，預測高應力區域的疲勞失效風險。通過該方法，可精準評估夾爪機構內部易損部件的使用壽命。
將控制棒組件與核燃料導向管統一納入多體柔性體動力學（MFBD）框架，實現結構運動、接觸作用與外部載荷的同步求解。
2. 柔性建模：FFlex。 導向管采用梁組（Beam Group），控制棒采用FFlex梁單元。FFlex適用于細長結構，可模擬彎曲和振動響應，并能與接觸算法耦合，相比剛體模型更接近真實工程行為。
3. 接觸建模：曲線-面接觸（FCurve-to-Surface）。
多體動力學仿真方法通常將平臺視為純剛性體，忽略結構柔性在高速、高加速運動下引發的彈性變形與振動，導致仿真結果與實際效果之間存在顯著偏差，難以有效指導高精度設計與控制策略優化。針對上述問題，基于模態綜合法原理，在Simulink環境中構建三軸運動平臺的剛柔耦合動力學模型，旨在真實反映系統在運動過程中剛體位移與柔性變形之間的耦合效應，為平臺結構動態特性分析與優化提供可靠的仿真參考。
多學科仿真：全域覆蓋，精準復現真實工況
突破單一物理場局限，實現結構、流體、熱、電磁、聲學、多體動力學深度耦合。
18, 北京
Scade One 使用實操
Scade One
9/24-25, 上海
medini SOTIF，腳本定制，AVX結合
medini analyze
9/28, 上海
Ansys Motion 多體動力學仿真實戰
多柔體動力學（Multi Flexible Body Dynamics, MFBD）通過將傳統多體動力學中的剛體替換為柔性體，可實現機械手臂的高精度的振動與強度分析，從而進行輕量化設計。
