Rigid Dynamics的案例
Rigid Dynamics的技術特點
Rigid Dynamics是ANSYS Structural（或更高級的Mechanical或Multiphysics）產品的一個附加模塊軟件，它集成于Workbench環境下，在Structural所具有的柔性體動力學（瞬態動力學）分析功能的基礎上，基于全新的模型處理方法和求解算法，專用于模擬由運動副和彈簧連接起來的剛性組件的動力學響應。
它繼承了Workbench與各CAD之間良好的雙向參數鏈接能力，Rigid Dynamics直接以參數化方式導入復雜的CAD運動裝配模型，基于其提供的完整的運動副類型來自動定義構件的運動關系，并提供了豐富的載荷庫，以此來創建完全參數化的機械系統動力學計算模型。在求解算法上，Rigid Dynamics采用了無需迭代計算和收斂檢查的顯式積分技術，并提供了自動時間步功能，來快速求解復雜系統的動力學特性，輸出位移、速度、加速度和反作用力等歷程曲線。由于無縫集成（且必須集成）于Structural模塊（及更高模塊）之上，因此它可以與Structural模塊的Flexible Dynamics（柔性體動力學分析/瞬態動力分析）功能直接耦合進行線性和非線性（如大變形幾何非線性、接觸、彈塑性、橡膠超彈性等）結構的剛柔混合動力學分析，用戶可任意指定各部件的剛柔屬性（以及材料非線性等），求解完畢即可輸出柔性部件的變形與應變。
展開 rigid dynamics帶來的剛柔耦合仿真有感
但ANSYS也加入了一個多剛體動力學模塊，就是rigid dynamics。其功能相比ADAMS而言，還是有差距。畢竟別人是專門做多剛體動力學仿真的軟件。不過,ANSYS 加入這一模塊的目的，應該主要是為了做剛柔耦合仿真，只在ANSYS內部做，而不要聯合一堆軟件。
所以，雖然rigid dynamics比ADAMS而言，還是有不少差距，但是對于在一個軟件內部做剛柔耦合仿真，ANSYS這種舉措還是有吸引力的。我以前接觸剛柔耦合仿真，都需要在ANSYS中生成模態中性文件，然后導入到ADAMS中，一旦到ADAMS中后，對于連接點，施加載荷的方式有諸多限制，讓人深感不爽。而現在，只是借助于ANSYS做剛柔耦合仿真，則要舒服很多。
展開 Workbench中Rigid Dynamics模塊實例詳解（一）
摘要：本文為Workbench中Rigid Dynamics模塊一個實例詳解，優勢在于寫的非常詳細，希望讀者能夠在無基礎的情況下，仍能掌握操作和輸出同樣的求解結果。
01模型簡介，凸輪機構如下，凸輪旋轉帶動上面桿子上下運動；
02打開DM，導入幾何模型：
03進入Model，模塊會自動識別兩對接觸，刪除一個，修改另一個；
04定義joint關系，這個步驟最重要；
桿子外表面和套子內表面平動：
套子外表面和地面固定：
凸輪的一個平面和地面轉動：
05定義joint load，凸輪轉速；
06其它都默認，求解；
07注意事項
01 零件都是剛體，否則報錯：
02 定義了零件間的joint關系，就不要定義contact關系（默認自動生成的建議刪除），本例子的桿子和套子自動識別的無摩擦接觸就建議刪除（本例中不刪除也不影響求解），因為定義了桿子外表面和套子內表面平動
03 Rigid Dynamics 不支持綁定接觸；
展開 基于ANSYS WORKBENCH的剛體動力學-靜力學分析[轉]
在項目示意圖中，拷貝一個rigid dynamics分析系統。并把它用static structural分析系統進行取代。
5.編輯static structural分析系統，壓制不需要的構件，而只留下想分析其強度剛度的構件。
6. 把該構件的剛度行為從rigid改變成flexible.
7. 把網格求解器設置從ANSYS Rigid Dynamics改成ANSYS Mechanical
8. 刪除或者壓制所有在Rigid Dynamics分析中所使用的載荷。
9.選擇static structural分支，然后在其右鍵菜單匯總選擇Insert> Motion Loads....，從而導入前面文件中的載荷。
10.刪除原有的結果物體，添加新的應力，變形等物體。
11. 求解得到此時刻構件的變形。
展開 
知識就是力量 | 從力學學科體系說開去
Ansys使用Ansys Rigid Dynamic模塊求解理論力學相關的工程問題。它集成于Ansys Workbench環境下，在瞬態動力學分析功能的基礎上，專用于模擬由運動副和彈簧連接起來的剛性組件的動力學響應。Ansys Rigid Dynamics直接以參數化方式導入復雜的CAD運動裝配模型，提供了完整的運動副類型，并提供了豐富的載荷庫，為保證計算精度，Ansys Rigid Dynamics采用了顯式積分技術，來快速求解復雜系統的動力學特性，輸出位移、速度、加速度和反作用力等歷程曲線。
Ansys Rigid Dynamics利用自動探測運動副功能來建立零件之間的連接關系，可以快速根據需要進行運動副更改。Rigid Dynamics利用完整的運動副類型（固定、轉動、柱面滑動和轉動、平動、滑槽、萬向連接、球鉸、平面運動、自定義等）彈簧和襯套來建立零件之間的連接，提供精確的定位方法保證零件間的定位，所支持的豐富的運動副類型見下圖。
展開 WB驗證案例106：重力載荷下鐘擺的運動
上文種涉及到Rigid Dynamics Measure，應該很多小伙伴發現自己mechanical界面中沒有這個模塊這個是因為Rigid Dynamics Measure屬于ACT，但是這個ACT是WB默認自帶的，進入ACT開始界面，找到Variable Load加載拓展即可。
Creating Measures
Measures可以被認為是用于測量模型的傳感器。工作流包括使用捕獲模型狀態的度量來檢測模型，然后使用這些度量值來計算應用負載的值，或者激活和停用它們。其主要包括Bodies Measures，Joints Measures和derived measures。
Bodies Measures
1.點擊左側Bodies Measures，即可出現工作表
2.點擊Add Measure，即可進行設置
在命名中需要設置唯一的名字，因為后續中要用到這個名字
3.在Selection列中選擇要檢測的實體。
4.從Variable下拉菜單中選擇要測量的參數
5.選擇參考坐標系
Joint Measures
該步驟和Bodies Measures差不多，只是這個是針對joint的，Variable下拉菜單中選擇要測量的參數不同而已
這里需要注意的是在求解過程中，求解器有時會翻轉運動幅的參考和移動坐標系。如果運動幅反轉，力載荷必須是負的。
Derived Measures
根據消耗測量的負載是如何定義的，可能需要一維度量。測量有時也需要通過一些數學運算符進行轉換。因此有了Derived measures。
展開 ANSYS Mechanical在多體運動學分析中Jiont工具的應用概述
圖17
05 Motion Load載荷與靜力學分析
Rigid Dynamic Analysis能夠輸出運動載荷“Motion Load”，借助慣性釋放，進而轉變為靜力學分析模塊中單一零件的加載條件，對單一零件完成靜力學環境求解計算。
具體方法與操作步驟如下：
(1) 右鍵剛體動力學分析求解后處理相關選項（例如Total Deformation，注意選擇觀察的時間對應的結果），輸出設置【Export Motion Loads】到指定文件夾，如圖18所示。
圖18
(2) 對項目流程圖中原有分析文件【Rigid Dynamics】進行復制，替換分析類型為【Static Structural】，如圖19所示。
(3) 計算某零件靜力學求解，抑制其他所有不參加計算零件，明細欄下修改計算模型幾何特性為柔性。
(4) 分析選項“Analysis Setting”修改，設置【Inertia Relief=On】、【Weak Spring=Program Controlled】。
(5) 右鍵靜力學分析求解環境【Static Structural】插入【Motion Load】引入運動載荷，如圖20所示。
展開 Workbench之16 分析系統
? Random Vibration 隨機振動分析
? Response Spectrum 響應譜分析
? Rigid Dynamics 剛體動力學分析
? Speos
? Static Acoustics 靜力聲學分析
? Static Structural 靜力學結構分析
? Steady-State Thermal 穩態熱分析
? Structural Optimization 結構優化分析
? Thermal-Electric 熱電分析
? Throughflow and Throughflow (BladeGen) 通流分析
? Transient Structural 瞬態結構分析
? Transient Thermal 瞬態熱分析
? Turbomachinery Fluid Flow 渦輪流體分析
展開 分析系統各單元中英文對照及功能介紹
Explicit Dynamics：顯示動力學分析。
Shape Optimization（β）：形狀優化分析，其目的是尋找結構體的最佳材料分布。
Rigid Dynamics：剛體動力學分析（使用ANSYS的剛體動力學求解器），用于計算一個裝配體（由一系列剛體通過運動副和彈簧連接而成）的動力學響應。
Hydrodynamic Diffraction：AQWA用于計算一個結構在規則或不規則波浪作用下的波浪力和結構運動，AQWA Hydrodynamic Diffraction用于對結構計算模型進行網格劃分。
Hydrodynamic Time Response：AQWA用于計算一個結構在規則或不規則波浪作用下的波浪力和結構運動，AQWA Hydrodynamic Time Response用于對結構計算模型施加海洋環境力（風、波浪、海流）。
2．流體分析系統
Fluid Flow (CFX)：流體分析（使用CFX），支持不可壓縮和可壓縮流體流動分析，支持復雜幾何的熱傳導分析。
Fluid Flow (FLUENT)：流體分析（使用FLUENT），支持不可壓縮和可壓縮流體流動分析，支持復雜幾何的熱傳導分析。
Fluid Flow (POLYFLOW)：流體分析（使用POLYFLOW），支持帶自由面的流體流動分析，支持復雜流變學分析（帶黏彈性的非牛頓流體）。
3．熱分析系統
Steady-State Thermal：穩態熱分析，用于計算一個物體在不隨時間變化的熱載荷作用下的溫度、熱梯度、熱流率和熱通量。
Thermal-Electric：穩態的熱-電傳導分析，計算電阻材料的焦耳熱，以及熱電學中的Seebeck效應、Peltier效應和Thomson效應。
Transient Thermal：瞬態熱分析，用于計算隨時間變化的溫度和其他熱工程量。
展開 workbench所有應用
Field Modal
Coupled Field Stabic
Coupled Field Transient Eigenvalue Buckling
Electric
ExplicitDynamis
Fluid Flow-Blow Molding(Polyflow) Fluid Flow-Extrusion(Polyflow)
Fluid Flow(CFX)
Fluid Flow(Fluent with Fluent Meshing)
Fluid Flow(Fluent)
Fluid Flow(Materials Processing)(Beta) Fluid Flow(Polyflow)
HarmonicAcousics
HarmonicResponse
Hydrodynamic Diffradion HydrodynamicResponse
LS-DYNA
LS-DYNA Restart Magnetostabic
Modal
Modal Acousis
nCode EN Constant(DesignLife)
nCode EN TimeSeries(DesignLife)
nCodeSN Constant(DesignLife)
nCodeSN TimeSeries(DesignLife)
nCode SN VibrationPSD(DesignLife)
nCode SN VibrationSweptSine(DesignLife) nCodeWeldshellSeam(DesignLife)
nCodeWeldSolidSeam(DesignLife)
Random Vibration
Response Spectrum
Rigid
展開 CAE仿真技術在壓縮機產品設計中的應用
6、相關CAE軟件模塊
幾何建模： Ansys DesignModeler、Ansys SCDM
結構仿真分析： Ansys Mechanical
多體動力學分析： Ansys Rigid Dynamics、Recurdyn
疲勞壽命分析： Ansys nCode Designlife、Fe-safe、Ansys Fatigue
流體仿真分析： Ansys CFX、Fluent、ICEM CFD
多物理場耦合分析：Ansys Multiphysics
設計優化分析： Ansys DesignXplorer
2016ANSYS中國技術大會
所有投稿論文涉及的ANSYS產品范疇：
■ ANSYS結構力學分析：ANSYS Mechanical Enterprise/Premium/Pro、ANSYS DesignSpace、ANSYS Multiphysics、ANSYS Mechanical、 ANSYS Professional NTS/NLT 、ANSYS Acoustics、Rigid Dynamics、Composites PrepPost、AutoDyn、 ANSYS LS-DYNA 、ANSYS Explicit STR 、ANSYS nCode DesignLife、ANSYS AQWA、ASAS
■ ANSYS流體動力學分析：CFX、Fluent、Polyflow、TurboGrid、Forte、Chemkin、FENSAP-ICE、ICEM CFD、Fluent Meshing、Reaction Design
■ ANSYS電子散熱分析：Icepak
■ ANSYS電子電磁設計：Designer、HFSS、Ｑ3D Extractor、Slwave、TPA、Maxwell、Simplorer、PExprt、RMxprt、Savant、EMIT
■ ANSYS關鍵嵌入式系統、軟件設計：SCADE Suite、SCADE Display、SCADE System、SCADE Lifecycle、SCADE ARINC 661
■ 協同仿真、二次開發及優化設計：Workbench、EKM、ACT、DesignXplorer、AIM
■ 3-D建模軟件：SpaceClaim
■ 高性能計算：HPC
■ 多物理域設計和仿真平臺：Simplorer
■ 半導體芯片設計：PathFinder 、PowerArtist、RedHawk、Totem、SeaHawk 、SeaScape
展開 2016 ANSYS中國技術大會論文征集截止日期延期到8月5日
所有投稿論文涉及的ANSYS產品范疇：
■ ANSYS結構力學分析：ANSYS Mechanical Enterprise/Premium/Pro、ANSYS DesignSpace、ANSYS Multiphysics、ANSYS Mechanical、 ANSYS Professional NTS/NLT 、ANSYS Acoustics、Rigid Dynamics、Composites PrepPost、AutoDyn、 ANSYS LS-DYNA 、ANSYS Explicit STR 、ANSYS nCode DesignLife、ANSYS AQWA、ASAS
■ ANSYS流體動力學分析：CFX、Fluent、Polyflow、TurboGrid、Forte、Chemkin、FENSAP-ICE、ICEM CFD、Fluent Meshing、Reaction Design
■ ANSYS電子散熱分析：Icepak
■ ANSYS電子電磁設計：Designer、HFSS、Ｑ3D Extractor、Slwave、TPA、Maxwell、Simplorer、PExprt、RMxprt、Savant、EMIT
■ ANSYS關鍵嵌入式系統、軟件設計：SCADE Suite、SCADE Display、SCADE System、SCADE Lifecycle、SCADE ARINC 661
■ 協同仿真、二次開發及優化設計：Workbench、EKM、ACT、DesignXplorer、AIM
■ 3-D建模軟件：SpaceClaim
■ 高性能計算：HPC
■ 多物理域設計和仿真平臺：Simplorer
■ 半導體芯片設計：PathFinder 、PowerArtist、RedHawk、Totem、SeaHawk
展開 XFlow中Joints的應用
有一點值得說明的是，Joint只有在幾何體中至少有一個被定義為Rigid body dynamics動力學行為的時候才可使用，如下圖所示。注意本案例中的平板的約束不需做任何設置，全部放開即可。
平板在風力的作用下，擺動的動畫如圖所示（注：為手機拍攝編輯貼，小伙伴們湊合看吧）。
在改變外部壁面的情況下，考慮恢復系數0.5時，平板也可能具有如下的動力學形態：
本篇是從本人微信公眾號“CAE從業者”中轉載過來的，可能格式上有一些問題，有興趣的讀者可去公眾號里看原文。
ANSYS Workbench分析實例之牛頓擺
動量依次傳遞，直到傳遞到最左邊的小球，最左邊的小球獲得動量產生動能，無法繼續傳遞，只能再次擺起，將動能轉換成重力勢能………………
仿真過程
對于牛頓擺，我們選擇Workbench中的
Rigid Dynamics
（剛體動力學）模塊來簡單模擬。
Step1
牛頓擺的建模
我們發現牛頓擺中的小球是有2根細繩連接。細繩與支架的2個連接點、細繩與小球的1個連接點，3個點組成一個三角形結構。由于三角形的穩定性，確定了小球只能在支架中間的平面內移動，不會發生偏移，這也是牛頓擺必須具備的條件；
在剛體動力學模塊中，小球和細繩都被視作剛體；同時，我們通過對細繩與支架連接點施加轉動副，上述兩點確定了細繩和小球只能在平面內運動，不會發生偏移，所以建模時我們只需要
讓每個小球連接1根細繩即可。
（注意建立的5個球-繩結構要完全一樣）
Step2
建立接觸
牛頓擺在運動過程中，小球與小球之間會發生碰撞，這就需要我們對每個小球之間建立接觸；
接觸范圍選擇
體Body
接觸（
選擇小球的面接觸可能會出問題
）
，接觸行為設置為
Frictionless（無摩擦）接觸
，其余參數保持默認
；
Step3
建立轉動副
細繩與支架的連接點（共5個）需要建立轉動副（Body-Ground），并且要注意旋轉軸Z軸方向，方向與實際不一致時需調整轉動副坐標系。
展開 