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在多學(xué)科多體系統(tǒng)動力學(xué)的分析中，應(yīng)該包括建模和分析，即建立的動力學(xué)方程和利用數(shù)值方法進行求解，最后形成了仿真分析，如下圖所示 在多學(xué)科耦合系統(tǒng)動力學(xué)建模和分析的方法也很多，包括線狀圖法（Linear graph）、鍵合圖法（Bond graph）、圖論（Graph theories）、“等效”方法。

導(dǎo)讀： 多體系統(tǒng)動力學(xué)是研究多體系統(tǒng)(一般由若干個柔性和剛性物體相互連接所組成)運動規(guī)律的科學(xué)。多體系統(tǒng)動力學(xué)包括多剛體系統(tǒng)動力學(xué)和多柔體系統(tǒng)動力學(xué)。多體系統(tǒng)動力學(xué)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(shù)學(xué)模型的數(shù)學(xué)建模兩個過程，求解階段需要根據(jù)求解類型(運動學(xué)/動力學(xué)、靜平衡、特征值分析等)選擇相應(yīng)的求解器進行數(shù)值運算和求解。

作為齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的預(yù)測方法，本文中介紹了考慮齒輪接觸剛度變化的多體動力學(xué)方法，并給出了驗證結(jié)果，結(jié)論如下：-采用多體動力學(xué)方法進行齒輪接觸計算，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。-該方法可以對系統(tǒng)的行為進行仿真和評估。振動由齒輪接觸引發(fā)，并通過軸和軸承傳遞到外殼。 -多體動力學(xué)方法可以在考慮瞬態(tài)條件下計算齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性。

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

多體動力學(xué)的概念及研究價值 多體動力學(xué)的研究是建立在多個物體動力學(xué)上，所以又稱之為多體系統(tǒng)動力學(xué)，多個物體通過特定的鉸鏈連接起來，形成一種復(fù)雜的系統(tǒng)。這些物體根據(jù)性質(zhì)不同， 可以分為多剛體系統(tǒng)和多柔性多體系統(tǒng)。

近年來, 多體系統(tǒng)動力學(xué)的研究越來越受到重視。 一方面由于多體系統(tǒng)動力學(xué)在機械、車輛、機器人、航空航天等工程領(lǐng)域占有重要的地位, 是先進制造技術(shù)和虛擬現(xiàn)實的研究基礎(chǔ)。 另一方面其推動多學(xué)科間的相互滲透, 促進了學(xué)科融合。 經(jīng)過多年的發(fā)展, 多體系統(tǒng)動力學(xué)的研究體系已經(jīng)形成。

為什么要自動化多體模型設(shè)置？ 從簡單的滑件曲柄機構(gòu)到堅固的車載起重機，任何用于傳遞力或運動的連接體組件都可以看作一個多體系統(tǒng)。模擬具有大運動量的多體系統(tǒng)的動力學(xué)一直是工程師的興趣所在，特別是那些從事汽車和其他機械的工程師，多體動力學(xué)研究的結(jié)果通常會用作初步設(shè)計的指導(dǎo)。 隨著多體動力學(xué)研究的日益增加，多體動力學(xué)建模給工程師帶來了一些挑戰(zhàn)，主要是在對大型的真實世界里的系統(tǒng)進行建模時。

3.1 多體動力學(xué)機構(gòu)鉸點優(yōu)化 在已經(jīng)建立的多體動力學(xué)模型中,在保證機構(gòu)各項設(shè)計約束的前提下,通過適當(dāng)調(diào)整機構(gòu)的鉸點相對位置,不斷降低絲杠兩鉸接點在實際支車作業(yè)過程中的最大載荷,優(yōu)化后通過MotionSolver多體動力學(xué)分析,荷歷程曲線變化如下圖6所示。 圖6 優(yōu)化前后結(jié)構(gòu)對比 上述分析結(jié)果中紅色曲線為優(yōu)化后的鉸點載荷曲線，藍色曲線為原結(jié)構(gòu)鉸點載荷曲線。

Ansys解決方案針對上述多體動力學(xué)在各個行業(yè)內(nèi)的一些應(yīng)用，Ansys提供了完整的解決方案，包括：疲勞仿真、模態(tài)仿真、動力學(xué)特性、線性有限元分析、多體動力學(xué)分析等，并且具有強大的無網(wǎng)格仿真技術(shù)，能夠高效并精確的求解多體運動與結(jié)構(gòu)變形的耦合問題，能夠?qū)ο到y(tǒng)的運動性能、結(jié)構(gòu)、振動、疲勞等進行分析。1、動力傳動系統(tǒng)的動力學(xué)分析動力傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括齒輪、軸承、轉(zhuǎn)軸、齒輪箱等。

多體動力學(xué)仿真軟件主要有：§ ADAMS：用于多體動力學(xué)仿真，主要用于汽車、機械、工業(yè)等領(lǐng)域的設(shè)計和分析。§ Ansys Multibody Dynamics：用于多體動力學(xué)仿真，主要用于機械產(chǎn)品、航空航天產(chǎn)品、汽車產(chǎn)品等的設(shè)計和分析。§ SimMechanics：用于多體動力學(xué)仿真，主要用于機械產(chǎn)品的設(shè)計和分析。

結(jié)語 齒輪嚙合剛度的變化取決于多個幾何和材料參數(shù)，在傳動系統(tǒng)的 NVH 分析中起著重要作用。借助 COMSOL Multiphysics 和其附加的多體動力學(xué)模塊，我們可以通過結(jié)合接觸分析與零件庫中的參數(shù)化齒輪來計算齒輪嚙合剛度的變化。然后，在多體動力學(xué)模型中使用計算出的齒輪嚙合剛度來準確地捕獲與傳動系統(tǒng)其他部分一起工作的齒輪的動力學(xué)。

求解精度與效率雙優(yōu)· 相比傳統(tǒng)有限元（FEA），Adams 以多體動力學(xué)專用求解器實現(xiàn)非線性動力學(xué)快速計算，耗時僅為 FEA 的 1/5-1/10，同時精準輸出全運動周期的載荷、加速度、應(yīng)力數(shù)據(jù)，為 FEA 提供精準邊界條件，提升結(jié)構(gòu)分析精度dr.adams.com。

，驗證了多體動力學(xué)模型的真實性。

盡管做了大量的研究工作，并且在航空領(lǐng)域有所應(yīng)用，但在70年代前還是沒有通用的多體動力學(xué)軟件。通用型動力學(xué)軟件的引入，重新塑造了如今的動力學(xué)領(lǐng)域，這些發(fā)生在美國中西部。首先引入計算程序的研究并沒有發(fā)表在AIAA，而是發(fā)表在ASME Design Engineering Division，與AIAA在廣泛動力學(xué)的研究領(lǐng)域不同。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生3、對有限元分析感興趣的工程師你會得到什么：1、學(xué)習(xí)挖掘機的三維模型處理2、學(xué)習(xí)挖掘機接觸相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)多體動力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)挖掘機多體動力學(xué)分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

吳博士對多體系統(tǒng)做了詳細地講解，由淺入深對學(xué)科知識進行分解剖析，大家受益匪淺。培訓(xùn)結(jié)束后各位工程師均表示，通過本次內(nèi)訓(xùn)課程理清了整體知識的脈絡(luò)，填補了在多體動力學(xué)方面部分知識的空白，并且給今后的仿真和培訓(xùn)工作提供了更清晰的思路，并表示希望公司能多舉辦類似專家培訓(xùn)。

5月10日，Ansys將推出主題網(wǎng)絡(luò)研討會『Ansys Motion 多體動力學(xué)分析功能更新及熱門應(yīng)用分享』，本次會議將介紹Ansys Motion在熱門領(lǐng)域的最新應(yīng)用，歡迎手機、屏幕、汽車、重工等領(lǐng)域有多體動力學(xué)仿真的研發(fā)工程師，多體相關(guān)專業(yè)的教師及學(xué)生等預(yù)約本場活動，了解更多詳情。

最近研究的是運動仿真，因此使用了多體動力學(xué)來仿真，從總模型中拆下來一個萬向節(jié)，對其施加運動副，本文主要研究的方向有：①萬向節(jié)的運動副如何建立②從多體動力學(xué)中導(dǎo)出MotionLoad.txt文檔導(dǎo)入靜力學(xué)進行力學(xué)仿真。

5月10日，Ansys將推出主題網(wǎng)絡(luò)研討會『Ansys Motion 多體動力學(xué)分析功能更新及熱門應(yīng)用分享』，本次會議將介紹Ansys Motion在熱門領(lǐng)域的最新應(yīng)用，歡迎手機、屏幕、汽車、重工等領(lǐng)域有多體動力學(xué)仿真的研發(fā)工程師，多體相關(guān)專業(yè)的教師及學(xué)生等預(yù)約本場活動，了解更多詳情。