多相材料動(dòng)力學(xué)仿真的案例
LS-DYNA 基于CT掃描的多相材料動(dòng)力學(xué)仿真
本貼的內(nèi)容是關(guān)于LS-DYNA的高級(jí)應(yīng)用，基于真實(shí)多相材料的物質(zhì)分布進(jìn)行建模，從而真實(shí)模擬多相物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)特性的技術(shù)。
以混凝土材料為例。
首先，獲取CT數(shù)據(jù)。這邊有一個(gè)關(guān)于CT數(shù)據(jù)的開(kāi)源網(wǎng)站https://www.digitalrocksportal.org/
獲取到raw文件后，用avizo軟件打開(kāi)，并生成二值化的tif圖。
接下來(lái)，就是實(shí)現(xiàn)多圖向網(wǎng)格生成的關(guān)鍵步驟了，可以參考 淵魚(yú) 大佬的帖子，或者自己編程。
一般無(wú)法直接生成lsdyna需要的k文件，需要借助其他建模或仿真軟件生成。
然后按照l(shuí)sdyna的一般建模思路計(jì)算。
最后的損傷結(jié)果如圖。
展開(kāi) 基于多柔體動(dòng)力學(xué)技術(shù)的行星輪系多體動(dòng)力學(xué)仿真分析
基于多柔體動(dòng)力學(xué)(MFBD) 技術(shù)對(duì)行星輪系建立了剛?cè)狁詈?em>多體系統(tǒng)模型,其中柔體部件采用了節(jié)點(diǎn)法和模態(tài)縮減法兩種建模方式。利用RecurDyn 軟件對(duì)該多體系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析,得出了行星架速度曲線(xiàn)和齒輪的動(dòng)態(tài)嚙合力曲線(xiàn),并將結(jié)果與剛體仿真結(jié)果進(jìn)行比較,同時(shí)得出了行星輪系在嚙合過(guò)程中的應(yīng)力云圖及節(jié)點(diǎn)應(yīng)力曲線(xiàn)。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析得出了行星輪被破壞的主要原因。仿真數(shù)據(jù)也為優(yōu)化設(shè)計(jì)和疲勞性能研究提供了依據(jù),為新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了有效的手段。
基于多柔體動(dòng)力學(xué)技術(shù)的行星輪系多體動(dòng)力學(xué)仿真分析.rar
展開(kāi) RecurDyn 應(yīng)用：基于多體動(dòng)力學(xué)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真
另外，雖然仿真結(jié)果的振幅值略小于實(shí)測(cè)結(jié)果，即使載荷扭矩增加，振幅不改變。因此，此仿真結(jié)果與Yoshikawa等人文章中的“傳遞誤差幅值在漸開(kāi)線(xiàn)齒面情況下受載荷扭矩影響較小”的描述相一致。
作為齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的預(yù)測(cè)方法，本文中介紹了考慮齒輪接觸剛度變化的多體動(dòng)力學(xué)方法，并給出了驗(yàn)證結(jié)果，結(jié)論如下：
-采用多體動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行齒輪接觸計(jì)算，可以考慮齒輪變形和嚙合齒數(shù)變化引起的嚙合剛度變化。
-該方法可以對(duì)系統(tǒng)的行為進(jìn)行仿真和評(píng)估。振動(dòng)由齒輪接觸引發(fā)，并通過(guò)軸和軸承傳遞到外殼。
-多體動(dòng)力學(xué)方法可以在考慮瞬態(tài)條件下計(jì)算齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。
傳統(tǒng)的齒輪傳動(dòng)仿真是靜態(tài)的，而不是動(dòng)態(tài)的。但是，因?yàn)锽EV（純電動(dòng)汽車(chē)）/HEV（混合動(dòng)力汽車(chē)）的齒輪變速箱會(huì)在各種駕駛條件下使用，瞬態(tài)響應(yīng)仿真比以往更重要。多體動(dòng)力學(xué)適用于此類(lèi)機(jī)械系統(tǒng)仿真，RecurDyn/DriveTrain使工程師能夠動(dòng)態(tài)地開(kāi)發(fā)考慮各種瞬態(tài)條件的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
文章來(lái)源:Recurdyn軟件
展開(kāi) 晶體塑性有限元仿真入門(mén)(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
晶體塑性有限元仿真入門(mén)(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
這篇文章講解如何使用晶體塑性有限元方法(CPFEM)進(jìn)行不同晶格材料以及多相材料的變形模擬，CPFEM是基于商業(yè)有限元軟件ABAQUS完成的建模，晶體塑性本構(gòu)模型是使用的開(kāi)源的UMAT用戶(hù)子程序(源碼和inp文件見(jiàn)附件)。采用CPFEM模擬了面心立方結(jié)構(gòu)(FCC)、體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)和密排六方結(jié)構(gòu)(HCP)的單晶、多晶及多相材料受到外部載荷時(shí)的力學(xué)響應(yīng)。基于滑移原理的晶體變形理論，隨著變形的進(jìn)行各滑移系統(tǒng)的臨界剪應(yīng)力都會(huì)增大，CPFEM將捕捉到材料的力學(xué)響應(yīng)(應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn))。這些應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)有助于從根本上理解晶粒尺度下金屬變形的性質(zhì)。
首先我們從一個(gè)簡(jiǎn)單的FCC晶格材料的例子入手，講解如何進(jìn)行有限元模型的創(chuàng)建，從完全新手的角度出發(fā)，一步步講解如何建模，賦予材料和處理仿真結(jié)果。
本文章包括以下八個(gè)部分：
1) FCC晶格材料的變形模擬-單晶體
2) FCC晶格材料的變形模擬-多晶體
3) BCC晶格材料的變形模擬-單晶體
4) BCC晶格材料的變形模擬-多晶體
5) HCP晶格材料的變形模擬-單晶體
6) HCP晶格材料的變形模擬-多晶體
7) 多相材料的變形模擬
8) 參考資料
1. FCC晶格材料的變形模擬-單晶體
幾何模型
如圖1.1a在草圖里繪制R0.015mm的圓形，拉伸0.05mm，最后得到如圖1.1b所示的圓柱體(R0.015mm&H0.05mm)。
展開(kāi) 
Comsol多體動(dòng)力學(xué)剛?cè)狁詈?em>仿真方法 ￥20
總結(jié)：本文首先介紹了用Comsol進(jìn)行多體動(dòng)力學(xué)剛?cè)狁詈戏治龅膬?yōu)點(diǎn)，之后用一個(gè)凸輪擺臂模型搭建了純剛體的多體動(dòng)力學(xué)模型，然后把活塞部分轉(zhuǎn)化成了柔性體進(jìn)行仿真從而來(lái)介紹剛?cè)狁詈戏治龇椒ǎ詈筇峁┝艘粋€(gè)相類(lèi)似的模型，讀者可以根據(jù)提供的小模型，自己動(dòng)手實(shí)踐，按照文章的操作步驟選取某些部件進(jìn)行柔性化。
行業(yè)應(yīng)用方案 | 多學(xué)科系統(tǒng)中的多體動(dòng)力學(xué)仿真
靜力學(xué)仿真軟件主要用于分析結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在穩(wěn)定狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形，保證設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠符合強(qiáng)度可靠性設(shè)計(jì)要求，但是隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景越來(lái)越多，設(shè)計(jì)越來(lái)越輕量化的要求下，單純的靜力學(xué)分析已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足機(jī)構(gòu)在高速運(yùn)動(dòng)，復(fù)雜接觸狀態(tài)運(yùn)動(dòng)下的仿真需求，需要動(dòng)力學(xué)仿真來(lái)考慮結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行中的速度、加速度、阻尼等靜力分析中無(wú)法涉及的效應(yīng)。
動(dòng)力學(xué)是理論力學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科，它主要研究作用于物體的力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。可以仿真運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)運(yùn)行狀況，部件之間的配合狀態(tài)以及剛?cè)狁詈?em>仿真獲得部件在不同運(yùn)動(dòng)時(shí)刻的應(yīng)力和變形，以及對(duì)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的影響。對(duì)于各個(gè)學(xué)科中所關(guān)注的問(wèn)題如機(jī)構(gòu)的大變形，復(fù)雜的接觸關(guān)系，非線(xiàn)性，高效計(jì)算等問(wèn)題是目前多體動(dòng)力學(xué)分析中的技術(shù)難點(diǎn)和研究方向。
隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，工程師借助計(jì)算機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)械的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行數(shù)值模擬分析計(jì)算。多體動(dòng)力學(xué)仿真分析方法可以在試驗(yàn)前對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并且提供豐富的物理場(chǎng)信息，為設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)和改進(jìn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械提供有力依據(jù)。有利于提高設(shè)計(jì)水平、降低成本和縮短研制周期。通過(guò)多體動(dòng)力學(xué)分析可以快速進(jìn)行機(jī)構(gòu)的剛體動(dòng)力學(xué)分析、剛?cè)狁詈?em>動(dòng)力學(xué)仿真分析，可以準(zhǔn)確地考慮機(jī)構(gòu)自身變形，連接副的非線(xiàn)性連接關(guān)系從而獲取機(jī)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)，為機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確有效的建設(shè)意見(jiàn)。
展開(kāi) 仿真筆記——多體動(dòng)力學(xué)仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究
多體動(dòng)力學(xué)摩擦力計(jì)算
2
由于工程與學(xué)術(shù)上存在著一定的區(qū)別，在學(xué)術(shù)中摩擦力計(jì)算本身就是一門(mén)不精確的學(xué)科，根據(jù)學(xué)術(shù)目前的摩擦力計(jì)算公式在一定程度上只能解決部門(mén)工程問(wèn)題，計(jì)算摩擦力的前提就需要知道摩擦系數(shù)，在當(dāng)今學(xué)術(shù)不斷發(fā)展的進(jìn)程中，摩擦力計(jì)算還會(huì)涉及到速度等一些其他問(wèn)題，如何解決工程應(yīng)用中摩擦力問(wèn)題已經(jīng)給多體動(dòng)力學(xué)分析軟件提了一個(gè)大大的難題。在建立摩擦力模型時(shí)已經(jīng)需要考慮當(dāng)前的環(huán)境因素，從而建立最準(zhǔn)確的摩擦力。
現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題：
接觸力計(jì)算問(wèn)題，接觸力是當(dāng)前學(xué)術(shù)公認(rèn)的與摩擦力關(guān)系最大的影響因素之一，如何建立準(zhǔn)確的接觸力計(jì)算模型，已經(jīng)影響到最終的計(jì)算結(jié)果是否正確。
摩擦力計(jì)算，摩擦力計(jì)算在學(xué)術(shù)中屬于不精確學(xué)科，這就更需要工程實(shí)踐的支持，大多數(shù)的摩擦模型需要根據(jù)當(dāng)前的計(jì)算環(huán)境進(jìn)行建模。如何準(zhǔn)確的計(jì)算出工程應(yīng)用的摩擦力，目前并沒(méi)有較好解決技術(shù)。只能根據(jù)企業(yè)的工程實(shí)踐應(yīng)用的不斷積累，建立屬于針對(duì)某一領(lǐng)域的計(jì)算模型，才是解決摩擦力計(jì)算的解決方法。
關(guān)鍵解決技術(shù)：
該項(xiàng)內(nèi)容并無(wú)具體的解決技術(shù)，這里是給CAE軟件提供商提出意見(jiàn)。目前隨著工程應(yīng)用的愈來(lái)愈復(fù)雜，需要CAE軟件有其核心的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累來(lái)指導(dǎo)客戶(hù)的工程應(yīng)用。
展開(kāi) 【招聘】仿真工程師/應(yīng)用工程師（多體動(dòng)力學(xué)仿真）
公司介紹 ： 杭州擬創(chuàng)科技有限公司創(chuàng)立于2017年，專(zhuān)注于以多體動(dòng)力學(xué)為主的CAE領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)和工程咨詢(xún)服務(wù)。 擬創(chuàng)科技以多體動(dòng)力學(xué)軟件RecurDyn為基礎(chǔ)，使用剛?cè)狁詈霞夹g(shù)面向航天，高鐵及中，外的大中型重工業(yè)公司等提供平臺(tái)建設(shè)及工程仿真技術(shù)服務(wù)。 本司自2017年創(chuàng)建以來(lái)，隊(duì)伍還在不斷拓展中，現(xiàn)有成員以碩士，博士為主，均為本領(lǐng)域的資深技術(shù)工程師。同時(shí)本司擁有國(guó)際公司背景和專(zhuān)業(yè)學(xué)科齊全的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，有經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)和成熟的解決方案，并且在與美國(guó)，日本，德國(guó)，韓國(guó)等兄弟單位共同交換技術(shù)心得的同時(shí)為客戶(hù)提供針對(duì)不同客戶(hù)的客制化方案。 上班地點(diǎn)： 杭州市濱江區(qū)浦沿街道 應(yīng)用工程師（多體動(dòng)力學(xué)仿真）薪資面議 2人 應(yīng)屆畢業(yè)生或 1年左右工作經(jīng)歷碩士 職位要求： 1. 碩士以上學(xué)歷，機(jī)械，力學(xué)或相關(guān)等專(zhuān)業(yè) 2. 熟悉AutoCAD，Pro/E,Creo,UG,SolidWorks等機(jī)械繪圖軟件 3. 有使用過(guò)ANSYS或ABAQUS等有限元軟件的經(jīng)歷 4. 具有較強(qiáng)的工作責(zé)任心，良好的溝通能力，協(xié)調(diào)能力 5. 具備獨(dú)立思考及獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，有探索精神 崗位職責(zé)： 1. 負(fù)責(zé)RecurDyn軟件的培訓(xùn)工作 2. 基于RecurDyn軟件進(jìn)行項(xiàng)目仿真分析工作 3.
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挖掘機(jī)多體動(dòng)力學(xué)仿真
挖掘機(jī)多體動(dòng)力學(xué)仿真
01
案例背景
本案例模型對(duì)象為挖掘機(jī)，在這個(gè)模型中的所有的機(jī)構(gòu)都是剛性的，包含17個(gè)剛體組件、各類(lèi)型24個(gè)運(yùn)動(dòng)副及4個(gè)時(shí)序驅(qū)動(dòng)STEP函數(shù)，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)從挖掘到卸載一個(gè)動(dòng)作循環(huán)的動(dòng)力學(xué)仿真，考察了INTESIM-FMBD軟件處理復(fù)雜工程機(jī)械多體動(dòng)力學(xué)仿真能力。
挖掘機(jī)模型如下圖所示。
圖1 挖掘機(jī)模型
02
應(yīng)用軟件
英特剛?cè)狁詈?em>多體動(dòng)力學(xué)軟件（INTESIM-FMBD）主要針對(duì)工程實(shí)際中大量存在的剛?cè)狁詈?em>多體系統(tǒng)，圍繞其復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為推出的新產(chǎn)品，適合于一般機(jī)械多體動(dòng)力學(xué)仿真分析。軟件可對(duì)由剛體和柔體組成的多體系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、靜力學(xué)及特征值分析，求解器采用向后差分格式對(duì)多體動(dòng)力學(xué)模型生成的微分代數(shù)方程組進(jìn)行動(dòng)力學(xué)積分，完成上萬(wàn)甚至百萬(wàn)廣義坐標(biāo)的求解。軟件支持幾何精確法/浮動(dòng)坐標(biāo)法/任意拉格朗日歐拉方法描述的單元及網(wǎng)格類(lèi)型，具備豐富的約束和連接庫(kù)，支持基于子系統(tǒng)的復(fù)雜模型創(chuàng)建。軟件核心求解器經(jīng)過(guò)多年研發(fā)積累，在大變形柔性體描述、索驅(qū)機(jī)構(gòu)模擬及移動(dòng)接觸問(wèn)題形成一定優(yōu)勢(shì)，已成功應(yīng)用于航天、航空、車(chē)輛、工業(yè)裝備、能源裝備、國(guó)防、國(guó)家大工程、生物力學(xué)和機(jī)器人等領(lǐng)域。
展開(kāi) 多體動(dòng)力學(xué)仿真學(xué)習(xí)-01
多體動(dòng)力學(xué)仿真學(xué)習(xí)-01
Adams— 系統(tǒng)級(jí)多體動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)
Adams 是一款系統(tǒng)級(jí)多體動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、能源、重型機(jī)械等多個(gè)行業(yè)。該工具凝聚了豐富行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，能夠快速進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真、系統(tǒng)級(jí)模態(tài)及振動(dòng)分析、與控制系統(tǒng)集成的機(jī)電一體化分析、系統(tǒng)疲勞壽命分析等，包括基礎(chǔ)模塊、擴(kuò)展模塊、車(chē)輛專(zhuān)用模塊、新能源專(zhuān)用模塊、實(shí)時(shí)仿真模塊等。
產(chǎn)品功能及特點(diǎn)
- 基礎(chǔ)模塊
采用 Adams 軟件基本模塊，可快速建立或?qū)雲(yún)?shù)化幾何模型，支持系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)和非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分析。
- 擴(kuò)展模塊
Adams 提供多學(xué)科軟件接口，包括與 CAD、FEA、控制及疲勞分析軟件之間的接口。
Adams/Control 支持將機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)聯(lián)合仿真，評(píng)估多學(xué)科系統(tǒng)整體性能
Adams/Flex 支持機(jī)械系統(tǒng)柔性化，評(píng)估機(jī)械系統(tǒng)部件彈性變形的影響
Adams/Durability 支持導(dǎo)出子系統(tǒng)或零部件載荷 - 時(shí)間歷程，評(píng)估系統(tǒng)內(nèi)部件應(yīng)力、應(yīng)變、壽命，同時(shí)提供 MSC Fatigue 和 nCode DesignLife 接口，完成零部件的疲勞壽命預(yù)測(cè)
Adams/Vibration 支持系統(tǒng)振動(dòng)特性分析，可進(jìn)行減振、隔振等振動(dòng)性能優(yōu)化
- 車(chē)輛專(zhuān)用模塊
車(chē)輛仿真專(zhuān)用模塊 Adams/Car 支持用戶(hù)快速建立高精度的整車(chē)虛擬樣機(jī)，包括底盤(pán)（傳動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架）、輪胎和路面、動(dòng)力總成、車(chē)身、控制系統(tǒng)等。
- 新能源車(chē)專(zhuān)用模塊
新能源車(chē)專(zhuān)用模塊 Adams/Car EV 支持 FWD、RWD、AWD 多種動(dòng)力總成布置，提供驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)控制等相關(guān)模塊，支持 FMU 聯(lián)合仿真，能夠?qū)崿F(xiàn)高保真度的機(jī)電控聯(lián)合仿真，對(duì)控制策略進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
展開(kāi) 【招聘】多體動(dòng)力學(xué)仿真工程師
杭州擬創(chuàng)科技（RecurDyn中國(guó)技術(shù)支持中心）招聘多體動(dòng)力學(xué)仿真工程師
杭州擬創(chuàng)科技有限公司創(chuàng)立于2017年，專(zhuān)注于以多體動(dòng)力學(xué)為主的CAE領(lǐng)域的軟件開(kāi)發(fā)和工程咨詢(xún)服務(wù)。
擬創(chuàng)科技以多體動(dòng)力學(xué)軟件RecurDyn為基礎(chǔ)，使用剛?cè)狁詈霞夹g(shù)面向航天，高鐵及中，外的大中型重工業(yè)公司等提供平臺(tái)建設(shè)及工程仿真技術(shù)服務(wù)。
本司自2017年創(chuàng)建以來(lái)，隊(duì)伍還在不斷拓展中，現(xiàn)有成員以碩士，博士為主，均為本領(lǐng)域的資深技術(shù)工程師。同時(shí)本司擁有國(guó)際公司背景和專(zhuān)業(yè)學(xué)科齊全的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，有經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)和成熟的解決方案，并且在與美國(guó)，日本，德國(guó)，韓國(guó)等兄弟單位共同交換技術(shù)心得的同時(shí)為客戶(hù)提供針對(duì)不同客戶(hù)的客制化方案。
上班地點(diǎn)： 杭州市濱江區(qū)六和路海創(chuàng)基地北樓，近地鐵4號(hào)線(xiàn)
招聘職位：
高級(jí)多體動(dòng)力學(xué)仿真工程師（2人 ）
應(yīng)屆畢業(yè)生或 1年左右工作經(jīng)歷 博士
職位要求：
1. 博士以上學(xué)歷，機(jī)械，力學(xué)或相關(guān)等專(zhuān)業(yè)
2. 有多體動(dòng)力學(xué)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
崗位職責(zé)：
1. 負(fù)責(zé)RecurDyn軟件的培訓(xùn)工作
2. 基于RecurDyn軟件進(jìn)行咨詢(xún)項(xiàng)目仿真分析工作
3. 負(fù)責(zé)內(nèi)部技術(shù)員工的技術(shù)指導(dǎo)工作
多體動(dòng)力學(xué)仿真工程師（2人）
應(yīng)屆畢業(yè)生或 1年左右工作經(jīng)歷 碩士
職位要求：
1. 碩士以上學(xué)歷，機(jī)械，力學(xué)或相關(guān)等專(zhuān)業(yè)
2. 熟悉AutoCAD，Pro/E,Creo,UG,SolidWorks等機(jī)械繪圖軟件
3. 有使用過(guò)ANSYS或ABAQUS等有限元軟件的經(jīng)歷
4. 熟悉C++，C#等編程語(yǔ)言
5. 有RecurDyn或相關(guān)多體動(dòng)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先
崗位職責(zé)：
1.
展開(kāi) 多體動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展
多體仿真技術(shù)的發(fā)展分為3個(gè)階段：前期是以現(xiàn)代計(jì)算力學(xué)為基礎(chǔ)的“多體動(dòng)力學(xué)仿真”階段，近期擴(kuò)展到于結(jié)構(gòu)、控制和優(yōu)化結(jié)合的“多體系統(tǒng)仿真”階段，目前正走向結(jié)合機(jī)-電-控與多物理場(chǎng)的“多體產(chǎn)品仿真”階段。
多體動(dòng)力學(xué)仿真時(shí)期
這一時(shí)期是多體仿真的萌芽期，從事多體仿真的多是機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)學(xué)者。20世紀(jì)70年代，隨著電腦應(yīng)用的逐漸普及，以美國(guó)為主的許多大學(xué)的應(yīng)用力學(xué)學(xué)者開(kāi)始以牛頓的運(yùn)動(dòng)定律對(duì)機(jī)械構(gòu)造組成建立可數(shù)字化的數(shù)學(xué)模型（Mathematical Models），這就是今天多體仿真的前身。
70年代中期至90年代中期是多體動(dòng)力學(xué)的蓬勃發(fā)展期，許多重要的數(shù)學(xué)模型和算法、有效的數(shù)值解法，甚至幾何模型與數(shù)學(xué)模型關(guān)系的建立都是發(fā)生在此期間，其中影響較大的包括密西根大學(xué)的以Eduler Angles為旋轉(zhuǎn)自由度的三維數(shù)模，愛(ài)荷華大學(xué)的Eduler Parameters旋轉(zhuǎn)自由度、相對(duì)自由度和遞歸算法（RecursiveFormulation），伊利諾大學(xué)Dr. Shabana的模態(tài)柔性體算法等。到了90年代中期這些技術(shù)都已成熟，值得一提的是RecurDyn的研發(fā)團(tuán)隊(duì)集成了以上學(xué)術(shù)成果，并且引入同時(shí)期發(fā)展成熟的有限元算法作為可承受大變形和接觸的柔性體數(shù)模，于90年代末，在微軟的視窗操作系統(tǒng)上發(fā)布了第一版的RecurDyn，也算是“多體動(dòng)力學(xué)仿真”紀(jì)元的一個(gè)總成。
多體系統(tǒng)的仿真時(shí)期
這一時(shí)期是多體仿真的成長(zhǎng)期，市場(chǎng)主導(dǎo)了多體仿真的內(nèi)涵。在RecurDyn第一版發(fā)布的20世紀(jì)90年代末，電腦的容量和速度又達(dá)到了一個(gè)新境界，新的多體仿真技術(shù)要求和挑戰(zhàn)也隨之浮現(xiàn)，由此迎來(lái)了“多體仿真系統(tǒng)”的新紀(jì)元。由“多體動(dòng)力學(xué)”引申而來(lái)，一般泛指包括機(jī)械構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料和控制（軟、硬）元件的整體系統(tǒng)。
展開(kāi) 仿真案例｜使用多體動(dòng)力學(xué)軟件仿真柔性可卷太陽(yáng)能電池陣列的展開(kāi)過(guò)程
在物理測(cè)試極度受限的外太空條件下，大型可展太陽(yáng)能電池陣列的卷曲、展開(kāi)相關(guān)性能的非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分析與仿真，對(duì)于輔助這些陣列的研發(fā)具有極其重要的意義。多體動(dòng)力學(xué)軟件（RECURDYN軟件）為柔性航天器結(jié)構(gòu)展開(kāi)過(guò)程仿真提供了一個(gè)理想的研發(fā)平臺(tái)。
Brant Ross1 & Nelson Woo.2
MotionPort, LLC, St. George, UT 84790
Joseph R. Blandino3
Virginia Military Institute, Lexington, VA 24450
模型綜述
一個(gè)典型的狹縫可卷支撐管如下圖1所示。這些支撐管由金屬或復(fù)合材料制成。對(duì)于航天器應(yīng)用，發(fā)射前的卷繞結(jié)構(gòu)中，支撐管材料被卷在一個(gè)圓柱軸上。展開(kāi)過(guò)程中，材料展開(kāi)，應(yīng)變能促使形成管狀結(jié)構(gòu)。圖1顯示了支撐管材料在展開(kāi)過(guò)程中形成的順序圖。
圖1：
用于航天器應(yīng)用的狹縫可卷支撐管。
當(dāng)狹縫管展開(kāi)時(shí)，應(yīng)變能使支撐管變成管狀結(jié)構(gòu)。
圖片由ROCCO
R公司提供。
為了仿真狹縫支撐管的展開(kāi)過(guò)程，必須執(zhí)行的功能是：
1）狹縫管?chē)@位于太陽(yáng)能電池陣列支撐管末端的芯軸成型
2）狹縫管卷在芯軸上以仿真卷繞過(guò)程
3）狹縫管必須展開(kāi)成合適的形狀
圖2顯示了在芯軸上卷繞狹縫管的概況。
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