剛體動力學的案例
理論書籍-多剛體動力學
一本電子版多剛體動力學基礎，在此分享
多剛體動力學基礎2.rar
多剛體動力學基礎1.rar
基于ANSYS WORKBENCH的剛體動力學-靜力學分析[轉]
按照以往的方法，是先使用多體動力學軟件例如ADAMS進行剛體動力學分析，得到鉸鏈處的約束力，然后再在有限元軟件例如ANSYS中對感興趣的構件劃分網格，并導入從ADAMS中得到的載荷，對之進行強度分析。
ANSYS15.0提供了一套完善的解決方案，使得直接在WORKBENCH中就可以完成全過程。其方法如下：
1. 從工具箱中，拖拽一個剛體動力學模板到項目示意圖中，然后按照正常步驟創建一個剛體動力學分析，施加力，力偶等，然后插入所需要的求解結果物體。
2. 在圖形窗口中確定感興趣的時間點。
3. 選擇某個求解結果物體，然后在右鍵菜單中選擇export motion load，并指定一個載荷文件名。
4. 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 基于workbench 剛體動力學分析
問題描述：簡單風扇轉動分析
分析類型：剛體動力學+靜力學
分析平臺：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術鄰 一無所有就是打拼的理由
技術難點：建立零件間的約束關系及載荷定義
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/b/218
分析流程如下：
模型建立：
剛體動力學分析結果：
將運動載荷導入靜力學，對零部件進行結構分析，靜力分析結果：
ansys workbench 剛體動力學----單擺運動分析
問題描述：常見單擺簡諧運動分析
分析類型：剛體動力學+靜力學
分析平臺：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術鄰 一無所有就是打拼的理由
技術難點：單擺運動邊界設置及約束設置
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/b/218
單擺模型：
剛體動力學分析結果：
單擺位移變化曲線
整體速度變化曲線
單擺加速度變化曲線
將運動速度載荷加載到靜力學分析中，靜力學分析結果：
單擺支座應力云圖
展開 
ANSYS Workbench多體動力學實例——萬向節
網格點擊直接生成即可，因為剛體動力學不需要設置真正的網格。
4.加載Joint驅動
注意：在剛體動力學中，對于分析設置，可以采用默認狀態，默認的步長可以適應很多分析。
5.求解后，查看后處理
注意：剛體動力學中，輸入的可以是力和位移，加速度等載荷，輸出的是位移、速度、加速度等結果。
當需要查看運動仿真的時候的應力、應變等結果就需要將剛體動力學的載荷等效變換到靜力學中查看，步驟如下：
6.在剛體動力學中插入位移載荷，并右擊，找到導出運動載荷選項
注意：將運動載荷保存到你指定的位置，導出的文件為txt的格式。
7.復制一個剛體動力學
8.將復制的剛體動力學（項目C）單擊小三角，替換為靜力學
9.替換完成，打開靜力學
10.將需要查看應力的零件改為柔性體，然后將其他零件抑制
11.定義合適的網格
注意：考慮到計算機性能，因此筆者沒有再次加密網格，在實際計算中，需要驗證網格無關解。
12.刪除之前的所有載荷
13.插入Motion Load
14.找到之前從剛體動力學導出的txt文件，打開
15.自動替換為靜力學載荷
16.分析設置
注意：需要將慣性釋放設置為On，合理設置子步，如果存在剛體位移的話，將弱彈簧打開或者改為系統默認，筆者設置為off，并沒有影響求解，大變形必須設置關閉。
17.后處理結果
剛體動力學Gif：
案例源文件（版本17.0）：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1gEhZ2Qb5nvxTVbqqgvuuvQ
提取碼：n3np
文章來源： Workbench小學生
展開 ANSYS Workbench曲柄連桿齒輪機構剛體動力學分析 ￥5
剛體動力學 (RBD) 屬于經典力學，它利用牛頓運動定律求解 1D、2D 或 3D 空間中運動的剛體的運動。該項目是關于使用 ANSYS Workbench（機械）對連桿曲柄滑動機構進行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載
文件
file.wbpz
飛機多用途高空工作平臺多體動力學分析
1.2 剛體動力學模型
剛體動力學建模首先要畫出飛機多用途高空工作平臺運動機構的拓撲關系圖，確定各零部件連接次序和方法，檢查運動系統的自由度，并基于原有設計的CATIA模型，整理貨艙門模型各零部件的質心，質量，慣量，鉸接點及定位點的坐標，形成EXCEL文件，將圖形轉換成H3D文件，整理高空工作平臺的各種運動輸入條件，拉桿、軸承、扭桿等元件的參數和特性曲線。為更加真實的反映各個運動副和物體的受力情況，剛體動力學模型中考慮了連接物體之間的摩擦力。摩擦力通過子系統的方式創建，在子系統中設置靜摩擦系數、動摩擦系數、動靜摩擦轉化速度和摩擦力作用半徑等參數。此外還定義了考核運動體的位移、速度、加速度、載荷及用戶自定義變量的輸出。飛機多用途高空工作平臺的剛體動力學模型如圖1所示。
圖 1 高空工作平臺的剛體動力學模型
1.3 剛柔耦合動力學模型
剛柔耦合模型的建模過程和剛體模型的建模過程類似，主要區別在于柔性體和鉸接的創建。飛機多用途高空工作平臺剛柔耦合模型首先生成各個部件的柔性體模型，總規模約20萬單元，生成柔性體所采用的有限元模型如圖2所示。將生成的柔性體集成到剛體動力學模型中，根據實際情況添加或修改物體之間的鉸接，并對相應的參數進行一定的調整，便可對飛機多用途高空工作平臺的運動過程進行仿真。仿真結果可以考察運動過程中各部件的應力和變形，也可考察多種工況下高空工作平臺運動情況的變化，如液壓作動筒輸出力的變化、運動協調性等。
圖 2 部件的有限元模型
2 高空工作平臺多體動力學分析
根據飛機多用途高空工作平臺的工作原理，建立了四種分析工況，分別為平地收起工況、平地伸出工況、斜坡收起工況和斜坡伸出工況。針對不同工況進行了動力學仿真，仿真結果給出了整個運動過程中各部件的應力分布和各部件之間的相互作用力，同時給出了液壓作動筒所應提供的輸出力。
展開 斯姆勒ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術講座： 01- 裝配體剛體動力學分析
●主要內容
裝配體剛體動力學分析
裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-超單元動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-靜力學工況分析技術
共四節，平臺將免費更新2節
●技術背景
工程中存在大量運動機械；
基于傳統的靜力學工況計算沒有考慮結構的動態效應，譬如沖擊，將造成較大的計算誤差；
運動機械存在不同的姿態，計算所有的靜力學工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動力學求解方案，能夠高效準確的計算運動機械的結構響應。
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注：此賬號僅限專題案例觀看，不與其他賬號混淆！
技術專題：ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術
用戶名：斯姆勒裝配體剛柔耦合分析
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展開 ANSYS Workbench 曲柄滑塊機構多剛體動力學模塊仿真分析案例
例如：
Revolute：轉動副，只允許繞局部坐標Z軸轉動；
Spherical：球鉸副，允許三個方向的轉動，限制三個方向的平動；
Cylindrical：允許Z向平動及繞Z軸的轉動；
下面，我們通過曲柄連桿機構的多剛體動力學模塊仿真分析，來學習一下workbench中運動副的應用。
問題描述：如圖所示曲柄連桿機構，材料為結構鋼，連桿1以6rad/s的速度轉動。
多用途高空工作平臺多體動力學分析
1.2 剛體動力學模型
剛體動力學建模首先要畫出飛機多用途高空工作平臺運動機構的拓撲關系圖，確定各零部件連接次序和方法，檢查運動系統的自由度，并基于原有設計的CATIA模型，整理貨艙門模型各零部件的質心，質量，慣量，鉸接點及定位點的坐標，形成EXCEL文件，將圖形轉換成H3D文件，整理高空工作平臺的各種運動輸入條件，拉桿、軸承、扭桿等元件的參數和特性曲線。為更加真實的反映各個運動副和物體的受力情況，剛體動力學模型中考慮了連接物體之間的摩擦力。摩擦力通過子系統的方式創建，在子系統中設置靜摩擦系數、動摩擦系數、動靜摩擦轉化速度和摩擦力作用半徑等參數。此外還定義了考核運動體的位移、速度、加速度、載荷及用戶自定義變量的輸出。飛機多用途高空工作平臺的剛體動力學模型如圖1所示。
1.3 剛柔耦合動力學模型
剛柔耦合模型的建模過程和剛體模型的建模過程類似，主要區別在于柔性體和鉸接的創建。飛機多用途高空工作平臺剛柔耦合模型首先生成各個部件的柔性體模型，總規模約20萬單元，生成柔性體所采用的有限元模型如圖2所示。將生成的柔性體集成到剛體動力學模型中，根據實際情況添加或修改物體之間的鉸接，并對相應的參數進行一定的調整，便可對飛機多用途高空工作平臺的運動過程進行仿真。仿真結果可以考察運動過程中各部件的應力和變形，也可考察多種工況下高空工作平臺運動情況的變化，如液壓作動筒輸出力的變化、運動協調性等。
2 高空工作平臺多體動力學分析
根據飛機多用途高空工作平臺的工作原理，建立了四種分析工況，分別為平地收起工況、平地伸出工況、斜坡收起工況和斜坡伸出工況。
展開 ANSYS剛體動力帶你搞定風力機器人 ￥19
ANSYS可以搞瞬態動力學，搞明白剛性體的運動也可以搞定柔性體的運動。之前USim使用abaqus搞定了一只漫步沙灘的“噬風獸。https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1189510
既然ANSYS也可以模擬運動。那我們也適應ansys的剛體動力學模塊來模擬一遍。
至于其基本原理不做過多的描述，主要是四連桿的聯動使用，其原理在usim的文章中有詳細描述。本次主要是強調ANSYS的動力學分析。
使用ansys的好處就是在在于其裝配體中能夠生成接觸關系。本次分析的風力機器人，其零件多，如果人工設置一個個約束是很繁瑣的，使用ANSYS自動創建旋轉副功能，可以大大節省其重復勞動力。
自動生成的旋轉副，檢查之后需要講多余的固定約束刪除，由于軟件自動考慮?和平面的關系，所以模型中大部分都是旋轉副，極大的降低了人工，而剛體動力學僅僅考慮的是運動關系，因此其計算時間很快，幾分鐘就可以完成該復雜的結構仿真。
大家在操作時候最主要的就是檢查模型，將多余的運動副刪除，添加驅動之后就可以獲取“風力機器人”了
添加公眾號 CAE_ANSYS
下面提供完整的3D幾何模型
展開 
《現代接觸動力學》
【基本信息】 ISBN：7810890549 301 尺寸：小16開 印張：19.75 字數：493000 印次：1 印刷時間：2003/06/01 用紙：膠版紙 版次：1
【內容提要】
接觸動力學是一門有重要理論與實用意義并有街于深入研究的學科。接觸問題，如摩擦和碰撞，出現在諸如機械、儀器及車輛等許多工業領域中，只有解決其計算問題，才能在許多情況下模擬其真實過程，改進設計，減少費用，降低噪聲等。
本書全面介紹了當今計算接觸動力學問題的基本方法，包括多剛體動力學、線性和非線性有限元、剛體接觸和彈性接觸以及數值和幾何問題的算法，著重討論了如何用多剛體和有限元混合算法計算求解大運動、大變形的動態接觸問題，并對描述碰撞接觸過程的理論模型和測試手段作了扼要的介紹。
本書可作為力學、機械、車輛、儀器等專業研究生的教材，也可作為以上領域科技人員的參考書。
【作者簡介】
艾伯哈特，1966年生于德國Stuttgart大學動力學與控制專業。后在Stuttgart大學力學所B工作，1995年在美國Argonne國家實驗室工作，1996年在Stuttgart大學獲博士學位，后作為博士后在美國加州大學伯克利分校工作1年。2000年被騁為德國愛爾蘭大學力學教授。 2002年任Stuttgart大學教授和力學所B的所長。近年來發表專著3部，學術論文50多篇。鑒于他在接觸力學研究中的貢獻，2000年榮獲德國理查德·馮·史密斯獎。他的研究領域涉及機械系統的優化與靈敏度分析、數值程序中的自動化求導、應力波傳播實驗、有限元、邊界元、多剛體系統接觸動力學。
展開 RecurDyn 成功案例：多體動力學仿真在咖啡膠囊機容量提升設計中的應用
通過RecurDyn模型考慮鏈式機構零件間的多處復雜接觸傳力關系，進行了大量的多柔體動力學仿真，以檢查優化后的運動規律對系統動態行為的影響
┃仿真過程
①設計并優化了運動規律，以保證連續性和盡可能低的加速度，通過仿真驗證了在指定瞬間所能達到的位移，運動規律適用于所有配備機器的理想電機；
②利用整機多剛體模型檢查運動規律是否正確、同步，并測量所需的功率，進而選擇合適的電機；
③通過F-Flex柔性體考慮密封膠囊薄膜的結構；
④采用多柔體模型，即使結構在動態條件下發生變形，也能確定刀具和膠囊的位置；
⑤仿真得到各子系統與主機架聯接約束條件下的動態反作用力；
⑥從多柔體模型得到用于有限元結構評估（強度和疲勞）的載荷。
┃關鍵分析技術
多剛體動力學是一種用于優化運動規律和計算功率需求的快速方法。可以實現短時間內的多次迭代。
運用多柔體動力學檢查所有的物體(工具、膠囊和薄膜)在惡劣的動態條件下是否處于預期(或要求)的位置。
數以百計的非線性接觸被用來描述刀具、膠囊和薄膜之間的相互作用
┃RecurDyn工具包
RecurDyn/Professional
RecurDyn/FFlex
RecurDyn/Chain
┃面臨的工程問題
市場要求包裝機器具有更大的容量，更高的穩定性以及更小的尺寸.
展開 《機械系統動力學分析及ADAMS應用教程》
【目錄】
第1章 緒論
1.1 虛擬產品開發與虛擬樣機技術
1.1.1 虛擬產品開發技術
1.1.2 虛擬樣機技術
1.2 數字化功能樣機及機械系統動力學分析與仿真
1.2.1 功能虛擬樣機
1.2.2 數字化功能樣機
1.2.3 機械系統動力學分析與仿真
1.2.4 數字化功能樣機軟件系統
1.3 機械系統動力學分析與仿真的發展方向及前沿
第2章 多體系統動力學基本理論
2.1 多體系統動力學研究狀況
2.1.1 多體系統動力學研究的發展
2.1.2 多體系統動力學研究活動
2.1.3 多體系統動力學研究現狀
2.2 多剛體系統動力學建模
2.2.1 多體系統動力學基本概念
2.2.2 計算多體系統動力學建模與求解一般過程
2.2.3 多剛體系統運動學
2.2.4 多剛體系統動力學
2.2.5 計算多剛體系統動力學自動建模
2.3 多柔體系統動力學建模
2.3.1 柔性體上點的位置向量、速度和加速度
2.3.2 多柔體系統動力學方程的建立
2.4 多體系統動力學方程的求解
2.4.1 非線性代數方程組求解
2.4.2 微分代數方程組求解
2.5 多體系統動力學中的剛性(Stiff)問題
2.5.1 微分方程剛性(Stiff)問題
2.5.2 多體系統動力學中Stiff問題
第3章 ADAMS軟件簡介
3.1 ADAMS軟件概述
3.2 ADAMS軟件基本模塊
3.2.1 用戶界面模塊(ADAMS/View)
3.2.2 求解器模塊 (ADAMS/Solver)
3.2.3 后處理模塊(ADAMS/PostProcessor)
3.3 ADAMS
展開 斯姆勒ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術講座：02-裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
●主要內容
裝配體剛體動力學分析
裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-超單元動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-靜力學工況分析技術
共四節，平臺將免費更新2節
●技術背景
工程中存在大量運動機械；
基于傳統的靜力學工況計算沒有考慮結構的動態效應，譬如沖擊，將造成較大的計算誤差；
運動機械存在不同的姿態，計算所有的靜力學工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動力學求解方案，能夠高效準確的計算運動機械的結構響應。
視頻完整觀看：登錄雅典娜技術共享云平臺，使用專題賬號密碼即可觀看完整案例！
注：此賬號僅限專題案例觀看，不與其他賬號混淆！
技術專題：ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術
用戶名：斯姆勒裝配體剛柔耦合分析
密碼：02981713589
客戶端下載：
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提取碼: k813
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