剛體建模
關注創建者：呆_ABAQUS 創建時間：2020-10-18
剛體建模的視頻教程
ABAQUS-鋼板三輥軋制繞彎成型模擬
本案例基于ABAQUS/Explicit模擬了3mm鋼板軋制繞彎的過程，三個軋輥采用離散剛體建模，平板為3D可變形體，定義了鋼板密度，彈性模量，泊松比，塑性參數。定義了5個分析步，包括兩個下壓分析步，三個軋制分析步，經多次調整分析步時長和軋輥轉速，最后鋼板軋制成近圓形。結果輸出應力應變云圖。
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ADAMS全面學習視頻基礎模塊
信息窗口、坐標窗口等） 6、 ADAMS理論基礎（動力學方程的建立和求解、靜力學和運動學初始條件分析等） 二、ADAMS剛體建模 1、 建立剛體構件—構造體 幾何點、坐標系、多義線、圓弧、樣條曲線、集中質量點 2、 建立剛體構件—實體（圓柱體、圓錐臺、圓環體、拉伸體、旋轉體等） 3、 建立剛體構件—布爾操作（布爾和、布爾交、布爾減、布爾分、布爾鏈） 4、 軟件中直接建立剛體構件—創建電動機構件（實例
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Altair MotionSolve基礎培訓（新界面）
Altair MotionSolve基礎培訓（新界面） 1.軟件介紹和基本操作； 2.基礎建模工具使用方法； 3.多體建模流程及剛體系統建模； 4.剛柔耦合系統建模； 5.接觸建模分析； 6.子系統建模分析、聯合仿真。
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剛體建模的實例教程
關于Abaqus中幾種剛體建模方式的差異，試了一下，一點拙見，敬請指導，模型比較簡單。
源文件.rar
關于Abaqus中若干剛體建模方式的討論.pdf
橫向穩定桿的剛度理論計算可參考《汽車設計》
Adams橫向穩定桿建模：Adams/car模板中提供了三種穩定桿的建模方式：
剛體建模
梁單元建模
柔性體（FE part）建模
注意：穩定桿建模方式中的柔性體（FE part）建模不同于模態疊加法，該方法可以用來模擬大變形，當然也可使用模態疊加法制作模態中性文件生成穩定桿，但模態疊加法對大變形不太友好，有興趣可以對比驗證一下。
Adams生成柔性體如下圖所示，對穩定桿兩端施加載荷或者位移，得到穩定桿剛度，通過與理論計算值對比，驗證模型的精度
展開 《Adam入門詳解與實例》一書配有書中的實例與練習用所必需文件的光盤，每章中的知識點都配以實例與練習（均在光盤中），讀者可以重現其過程，主要涉及到以下內容：
剛體建模（直接創建與導入CAD模型）、編輯剛體、約束與冗余約束、剛性約束與柔性約束，驅動與載荷、接觸與摩擦力、仿真計算類型（裝配計算、運動學計算、動力學計算、靜平衡計算、線性化計算）、交互式仿真控制與腳本仿真控制、腳本仿真控制與傳感器的聯合使用以改變仿真過程中的參數、剛-柔混合建模（柔性體建模編輯、柔性體與剛性體的混合建模及虛構建的使用）、參數化設計、試驗設計與優化計算、系統元素與數據元素及其使用方法、振動分析及其參數化計算、控制系統（直接建立控制系統，與MATLAB的聯合仿真）及其參數化計算和液壓傳動及其參數化計算等等，詳細介紹了ADAMS/View、ADAMS/PostProcess、ADAMS/AutoFlex、ADAMS/Vibration、ADAMS/Control和ADAMS/Hydraulics模塊的使用方法。
《Adams入門詳解與實例》一書所介紹的內容不僅僅是入門內容，更多的是高級應用的內容,通過閱讀該書,可以使讀者對Adams有深刻的理解，全面掌握其使用的方法和細節，
能迅速幫助讀者完成多剛體和多柔體方面的仿真計算。
Adams入門詳解與實例.pdf
展開 自動創建剛性域
本節我們將了解大型剛體系統的建模以及使用自動模型設置功能來加快這類系統的模型設置。
如上所述，一般的多體系統是由相互連接的剛性或體柔性體裝配而成。在外部載荷作用下發生尺寸或形狀變化的物體被視為柔性體，變形可忽略不計（實際上為零）的剛性物體被視為剛體。
在真實世界中，沒有理想的剛體，但對于大多數實際的應用，我們通常將相對剛性的組件假設為剛體。當我們對這些組件的詳細應力分析不感興趣，而是對整個系統動態感興趣時，尤其如此。COMSOL Multiphysics 支持使用固體力學和多體動力學接口中提供的剛體域 材料模型功能對剛體進行建模。
假設我們想了解一個包含大量剛性組件的大型多體系統的動力學。為了快速進行初步分析，我們決定使用剛體域和質量和慣性矩對包含給定質量和慣性矩的所有剛體進行建模。但是，對于中等規模的系統，將這些節點分別添加到每個幾何組件是一項耗時的工作。此外，為復雜的幾何圖形分配選擇很容易出現手動錯誤。為了更輕松地進行這類建模，COMSOL Multiphysics 提供了一種更簡單的方法：使用創建剛性域按鈕，只需單擊一下按鈕就可以一次性可完成上面所有步驟。
我們可以在 2D 模型 和 3D 模型中使用創建剛體域按鈕，這將為每個不連續幾何體單獨添加剛性域節點。由于幾何信息在剛體域創建中至關重要，因此我們需要用這樣的方式構建模型幾何體，即所有屬于剛體的域都應該處于幾何聯合體中。請注意，當我們的模型包含不連續幾何體時，幾何序列的最終確定應該從默認的形成聯合體設置為形成裝配體。形成裝配體的一個典型應用是對任何具有較大相對運動的零件系統進行建模。
聯合的兩個塊幾何體被視為一個對象，因此僅創建一個剛體域節點。
當塊幾何體斷開時，會在每個對象上創建單獨的剛性域節點。
展開 ▎仿真過程
① 創建包含傳遞動力的卷筒、驅動輪、摩擦輪、鋼絲繩和提升容器的動力學模型（MFBD模型）
② 設置各部分的密度為7800kg/m3（即鐵的密度），靜/動摩擦系數分別設置為0.1和0.05
③ 提升容器以剛體建模
④ 使用0噸、15噸和34噸載荷進行仿真
⑤ 結果與實驗對比分析
▎關鍵仿真技術
? 多體動力學軟件專用于多種部件組成的機構建模：卷筒、鋼絲繩、支架、驅動輪、摩擦輪等。
? MFBD技術能夠模擬剛體和柔性體組成的系統
? 接觸算法可考慮鋼絲繩與卷筒、摩擦輪之間接觸產生的摩擦
▎工具包
? RecurDyn/Professional
? RecurDyn//FFlex
▎工程問題
? 作業要求：重載、高運行速度、高提升高度
? 運行要求：提升容器的穩定性（振動特性）
? 安全性及經濟性要求：提升機的耐用性
? 繩的放線/收線速度會影響繩的應力和張力，進而影響繩的動態行為和穩定性
▎解決方案
? 基于MFBD求解器的提升容器可靠性評估
? 基于GUI對各種設計條件進行高效建模和仿真
? 通過對不同負載條件的仿真獲取更多結果
▎結論
? 復現實際運行中經常出現鋼絲繩的振動和不規則行為
? 仿真結果與實驗結果吻合
? 預測驅動電機所需的功率
? 從動態分析結果獲取卷筒耐久性評估所需的數據
展開 
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剛體建模的最新內容
在Step模塊下—other—ALE Adaptive Mesh Domain設置，如下：
提交計算
結果
以下討論主要聚焦于案例1的結果，在該案例中，坯料使用CAX4R單元建模，剛性模具使用解析剛體表面建模，并且在Abaqus/Explicit中使用了純剛度沙漏控制。
在坯料壓下量為44%（即模具總位移的73.3%）時的變形網格如圖2、圖3和圖4所示。
</p><p>刀具為剛體，采用FEM建模，鋁合金材料為JC模型，采用SPH建模。
為了簡化問題，在智能手環位移仿真中，將人的手腕建模為剛體。在此步驟中忽略組織的變形。通過Motion仿真，可以導出智能手環的相對位移。在“**\Ansys SmartBand 23R1\Motion_displacement”中，可以找到“disx .csv”“DispY.csv”和“disz .csv”。這三個表分別包含了X、Y、Z三個方向的智能帶位移數據隨時間的變化。
先打開基本模型，如圖2所示，沖頭、下模和坯料壓邊圈為采用片狀實體建模的剛體。請注意，圓角半徑沒有在基本模型中定義，如圖2中用綠色圈出的那樣；另外，模具的底部是水平的。
圖2 用于數據準備的基本模型
02 DOE生成
此步驟包括生成具有不同幾何構型的所有模型。這里也是我們創建過程文件的地方，該文件用于修改基本模型。
先打開基本模型，如圖2所示，沖頭、下模和坯料壓邊圈為采用片狀實體建模的剛體。請注意，圓角半徑沒有在基本模型中定義，如圖2中用綠色圈出的那樣；另外，模具的底部是水平的。
圖2 用于數據準備的基本模型
02 DOE生成
此步驟包括生成具有不同幾何構型的所有模型。這里也是我們創建過程文件的地方，該文件用于修改基本模型。
[5] 王坤,邢海軍,徐夢超,等.基于ADAMS的多剛體動力學簡化建模與仿真[J].圖學學報,2019,40(4):733-738.
[6] 侯曉鵬,秦曉光.駝峰溜放過程控制系統及減速器建模仿真分析研究[J].鐵道通信信號,2020,56(6):5-9.
[7] 李增剛.MSC Adams多體動力學仿真基礎與實例解析[M].北京:國防工業出版社,2014.
COMSOL Multiphysics 支持使用固體力學和多體動力學接口中提供的剛體域 材料模型功能對剛體進行建模。
假設我們想了解一個包含大量剛性組件的大型多體系統的動力學。為了快速進行初步分析，我們決定使用剛體域和質量和慣性矩對包含給定質量和慣性矩的所有剛體進行建模。但是，對于中等規模的系統，將這些節點分別添加到每個幾何組件是一項耗時的工作。
本案例是O型密封圈受流體壓力作用
問題描述
受流體壓力作用；結構形態分布如下圖所示，密封圈以橡膠建模，其余以解析剛體建模。
▎仿真過程
① Circular Spline和Wave Generator以剛體建模
② 考慮柔性輪的形狀變形，用柔性體建模
③ 準確預測柔性輪的局部變形及應力，利用FFlex建模
④ 在柔性輪和Circular Spline之間使用Geo Contact
⑤ 改善解析速度，柔性輪和Wave Generator之間使用Geo-Cylinder
⑥ 使用考慮預應力的變形
▎仿真過程
① 采用柔性體梁單元對扭矩扳手的長彈簧進行建模，其他零件用剛體建模
② 定義接觸，包括柔性彈簧和銷的接觸
③ 應用各種尺寸和特性的彈簧進行仿真
④ 通過仿真，確定扭矩的大小，從而提高標尺的精度
▎關鍵仿真技術
? MFBD 支持包括剛體和柔性體在內的仿真
? 考慮剛體和柔體之間的接觸
? 便于修改彈簧截面直徑和物理特性進行參數化建模
