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第三部分：多體動力學模型—剛柔耦合模型 在這部分中，我們將采用剛柔耦合的方式進行仿真，將活塞桿設置為柔性體，觀察活塞桿的應力情況。復制組件1，僅需要修改多體動力學模塊即可。 一、柔性體創建 Comsol創建柔性體的思路是，設置了剛性域的部分按照剛體進行計算，其余部分按照柔性體進行計算。而剛體和柔性體之間的連接通過建立連接件實現。

圖6 剛體和柔體相互轉換右鍵快捷方法完成柔性化后，原有的剛體部件并不會刪除，而是抑制和隱藏掉；如果要將柔性體再次轉變為剛體，可以直接在柔性部件上右鍵，上圖所示，Make Rigid(Original Geometry)這樣就可回到初始的剛體狀態。此時，修改圓柱的半徑，然后，重復直接柔性化的流程，即可完成期望的快速修改和更新的工作。

當在分析中包含柔性體時，將裝配體看成包含的都是剛體，然后建模，保證在剛體動力學求解器中連接副都被正確定義，這樣能讓工程師聚焦于其他事情。

</li><li>在ADAMS中導入柔性體后，若轉換為柔性體之前該零件與其他零件存在連接或接觸關鍵，則需要重新設置與其他零件的連接和接觸關系。</li><li>網格數量和柔性體個數會嚴重影響ADAMS的計算速度，注意保證計算效率。</li></ol><p><br></p>

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。

導讀： 多體系統動力學是研究多體系統(一般由若干個柔性和剛性物體相互連接所組成)運動規律的科學。多體系統動力學包括多剛體系統動力學和多柔體系統動力學。多體系統動力學分析涵蓋建模和求解兩個階段，其中建模包括從幾何模型形成物理模型的物理建模、由物理模型形成數學模型的數學建模兩個過程，求解階段需要根據求解類型(運動學/動力學、靜平衡、特征值分析等)選擇相應的求解器進行數值運算和求解。

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。

柔性體表面嵌合為三角形，這樣能夠使用Adams中的Rapid Geometry Engine。三角形單元的頂點就是FE 網格的節點。當柔性體發生接觸，將會有交叉的體積（可能會有多個，每個單獨的體積被稱為incident）。有力作用的節點就是交叉體積表面的節點。交叉體積之外的節點是沒有力作用的。剛柔接觸更簡單，因為剛體上不需要節點。

對于結構簡單的部件，可以使用ViewFlex模塊快速生成柔性體，評估其對運動載荷的影響。下面詳細描述基于幾何的創建方法。3.基于幾何的方法1 打開模型，利用已有的SIM_SCRIPT進行仿真，并保存為剛體。2 選擇左側下擺臂RB2_left_lca_59；右鍵make flexible—create new—advanced setting；打開網格設置對話框。

軟件可對由剛體和柔體組成的多體系統進行運動學、動力學、靜力學及特征值分析，求解器采用向后差分格式對多體動力學模型生成的微分代數方程組進行動力學積分，完成上萬甚至百萬廣義坐標的求解。軟件支持幾何精確法/浮動坐標法/任意拉格朗日歐拉方法描述的單元及網格類型，具備豐富的約束和連接庫，支持基于子系統的復雜模型創建。

剛柔耦合動力學研究同時包含大范圍剛體運動與彈性變形相互作用的系統動力學問題。針對三軸運動平臺等多體系統，直接采用有限元法進行全柔性建模將導致自由度龐大、計算效率低下。模態綜合法通過剛柔判別準則選取對系統動態響應貢獻顯著的低階模態，將物理坐標轉換為模態坐標，從而有效降低系統自由度；隨后，將降階后的柔性體模型與剛性部件通過運動副連接，建立完整的剛柔耦合多體系統模型。

4.3 柔性體替換 在已有的動力學仿真模型的基礎上，采用柔性體替換剛體的命令，替換其中的一個行星輪為柔性體。具體操作為在Build中選擇Filexible Bodies，然后再選擇Rigid to Filex，彈出如圖9所示對話框，對其中參數進行設置，然后點擊OK，即可完成柔性體替換剛體的操作。

更多情況下，需要考慮部件的柔性特征，例如翼面變形、起落架緩沖支柱外筒變形、航天機構中的繩索懸吊系統、艙門機構的運動與密封等。剛柔耦合分析技術的發展為解決這類問題提供了解決方案，其應用范圍涵蓋小變形線性柔性體、梁桿等細長類結構、大變形非線性柔性體，以及橡膠等材料非線性柔性體與剛體機構的耦合。

剛性連接 (Rigid Body/RBE2): 一個從節點的所有DOF都完全跟隨一個主節點。 柔性連接 (Interpolation/RBE3): 將力或力矩分配到多個從節點上，不引入剛度，僅傳遞運動。 常用場景: 螺栓連接、軸承支承、實體-殼網格過渡、多體裝配。

更多情況下，需要考慮部件的柔性特征，例如翼面變形、起落架緩沖支柱外筒變形、航天機構中的繩索懸吊系統、艙門機構的運動與密封等。剛柔耦合分析技術的發展為解決這類問題提供了解決方案，其應用范圍涵蓋小變形線性柔性體、梁桿等細長類結構、大變形非線性柔性體，以及橡膠等材料非線性柔性體與剛體機構的耦合。

多體動力學仿真是工程設計和制造的重要工具，可以幫助工程師更好地理解和預測由多個相互作用的剛體或柔性體組成的系統的運動，從而提高產品的性能和可靠性。

04 柔性體接觸參數的設置柔性體的接觸參數的設置方法可參考剛體的接觸參數的設置方法。

使用FFlex作為RecurDyn的Multi Flexible Body Dynamics仿真工具包，不僅可以仿真剛體，還可以仿真包括柔性體在內的多物體動力學。此時，柔性體FFlex可以通過定義連接副，力，接觸等來進行動力學仿真。但除此之外，還存在一些可用于柔性體的受力要素。

ADAMS中的柔性體分為離散式和模態式2種：離散式柔性體是把一個剛體構件離散為幾個小剛性構件，小剛體構件之間通過柔性梁連接，離散式柔性體的變形是柔性梁的變形，并不是小剛體構件的變形，這種柔性體可以模擬物體的非線性變形，但只適用于簡單結構；模態式柔性體是由ADAMS Flex模塊或外部有限元軟件生成，能根據構件的實際結構進行復雜建模，這種柔性體采用的是模態疊加法來模擬物體變形，故僅適用于線性結構的受力分析