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多體動力學模塊是進行多物理場耦合的一個關鍵基礎模塊，用戶可以在此基礎上耦合例如聲學、疲勞、傳熱等模塊。 第一部分：Comsol多體動力學剛柔耦合仿真介紹 在通常情況下，多體動力學仿真中的大部分部件都是剛性的，由此只需要關注剛體的動力學特征，然而，在某些特殊情況下，我們需要觀察其中某個部件的變形、應力、應變情況，所以我們需要選擇性的將剛體和柔性體指派到不同的部件。

Adams是多體動力學仿真領域的黃金標準軟件，可幫助工程師研究運動部件的動力學以及載荷和力在整個機械系統中的分布。作為使用廣泛且屢獲殊榮的多體動力學軟件，Adams通過支持早期的系統級設計驗證來提高工程效率并降低產品開發成本。工程師可以評估和管理各個學科之間復雜的相互作用，包括運動，結構，驅動和控制，以更好地優化產品設計的性能，安全性和舒適性。

首先，先介紹一下RecurDyn/Drivetrain的解決方案，如何在通用多體動力學軟件RecurDyn中合理地對傳動系統進行仿真。 多體動力學能夠考慮到應用于多個體的力，是一種計算時域中機械系統的動態行為的仿真方法。RecurDyn 已廣泛應用于各個工業領域，包括汽車、建筑設備、印刷設備、家電產品和精密儀器，汽車領域的應用案例如上圖所示。

24個運動副及4個時序驅動STEP函數，實現挖掘機從挖掘到卸載一個動作循環的動力學仿真，考察了INTESIM-FMBD軟件處理復雜工程機械多體動力學仿真能力。

多體動力學仿真的計算特點如下：§ 計算量大：多體動力學仿真通常涉及大量的計算量，這對計算機硬件和軟件提出較高的要求。§ 精度要求高：多體動力學仿真需要保證計算結果的精度，這對算法和求解器提出了較高的要求。§ 模型復雜：多體動力學仿真模型通常比較復雜，這對軟件的功能和性能提出了較高的要求。

Ansys解決方案針對上述多體動力學在各個行業內的一些應用，Ansys提供了完整的解決方案，包括：疲勞仿真、模態仿真、動力學特性、線性有限元分析、多體動力學分析等，并且具有強大的無網格仿真技術，能夠高效并精確的求解多體運動與結構變形的耦合問題，能夠對系統的運動性能、結構、振動、疲勞等進行分析。1、動力傳動系統的動力學分析動力傳動系統結構包括齒輪、軸承、轉軸、齒輪箱等。

Adams（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）是全球多體動力學仿真領域的標桿軟件，由 MSC Software 公司開發（現隸屬于 Hexagon 集團），憑借領先的虛擬樣機技術，成為汽車、航空航天、重型機械等行業系統級動力學分析的首選工具，全球市場占有率超 60%。

在物理測試極度受限的外太空條件下，大型可展太陽能電池陣列的卷曲、展開相關性能的非線性動力學分析與仿真，對于輔助這些陣列的研發具有極其重要的意義。多體動力學軟件（RECURDYN軟件）為柔性航天器結構展開過程仿真提供了一個理想的研發平臺。 模型綜述一個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合材料制成。

4、結論 本文應用HyperWorks軟件多個模塊產品，對某產品行走機構進行了多體動力學與結構強度聯合仿真分析。分析結果與結構實際破壞情況完全吻合，說明分析結果的準確性。通過多體動力學分析進行鉸點優化，大幅降低了機構在實際工作過程的交變載荷幅值；通過對部件結構進行優化，進一步提高了結構強度。兩者共同作用，最終優化結構應力水平大幅降低，保證了產品的可靠性。

領先的工程組織正在利用先進的技術，使用多體動力學來管理錯綜復雜的事物并推動協作，以便在第一時間將設計方案做好。 今天，MBD模型可以包含高度精確的信息，并且它們可以被更多的工程師利用，跨越不同的學科，而不需要成為仿真專家。

Adams 是一款系統級多體動力學仿真平臺，被廣泛應用于汽車、能源、重型機械等多個行業。該工具凝聚了豐富行業應用經驗，能夠快速進行系統級的運動學、動力學仿真、系統級模態及振動分析、與控制系統集成的機電一體化分析、系統疲勞壽命分析等，包括基礎模塊、擴展模塊、車輛專用模塊、新能源專用模塊、實時仿真模塊等。

一、Adams解決方案概述Adams（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）作為全球領先的多體動力學仿真軟件，由MSC Software公司開發，已成為機械系統動態性能分析的行業標準。該解決方案通過虛擬樣機技術，幫助工程師預測復雜機械系統在真實工作條件下的運動學、動力學性能及載荷特性。

多體動力學摩擦力計算 2 由于工程與學術上存在著一定的區別，在學術中摩擦力計算本身就是一門不精確的學科，根據學術目前的摩擦力計算公式在一定程度上只能解決部門工程問題，計算摩擦力的前提就需要知道摩擦系數，在當今學術不斷發展的進程中，摩擦力計算還會涉及到速度等一些其他問題，如何解決工程應用中摩擦力問題已經給多體動力學分析軟件提了一個大大的難題

圖1 發動機整機有限元模型 2 發動機多體動力學仿真及試驗驗證 2.1 柔性體多體動力學方程 相對于剛體動力學，柔性體多體動力學考慮了結構件的彈性特征對系統振動響應的影響，其模型更加符合發動機的實際工作狀態

汽車、航空航天、重型機械和能源行業的工程師通常利用多體動力學（MBD）仿真來模擬復雜裝配體零部件的運動，隨著工程組織（企業或研究機構）面臨復雜的新的工程挑戰，多體仿真應用也在不斷增加。 仿真功能使工程師能夠探索組件和幾何配置之間的相互作用，用以設計控制策略和優化系統動力學。所有這些都可以在設計過程的早期實現，并且不需要不斷的和昂貴的原型設計的開銷。

- 如果太大，會增加總成本▎解決方案? 專業的動力學仿真軟件可以快速計算動態條件下的功率峰值? 采用參數化幾何建模方法實現仿真模型工作場景的快速改變? 自動計算慣性載荷和反作用力/扭矩▎結論? 獲得作用在每個機器部件上的最大（尺寸）載荷，以進行適當的結構驗證? 通過處理來自多個負載情況的仿真結果

- 如果太大，會增加總成本▎解決方案? 專業的動力學仿真軟件可以快速計算動態條件下的功率峰值? 采用參數化幾何建模方法實現仿真模型工作場景的快速改變? 自動計算慣性載荷和反作用力/扭矩▎結論? 獲得作用在每個機器部件上的最大（尺寸）載荷，以進行適當的結構驗證? 通過處理來自多個負載情況的仿真結果

多體系統動力學的研究涵蓋了多種學科，包括動力學、分析力學、有限元理論、連續介質力學、計算力學、控制理論等。多體動力學的研究具有重大價值，它推動了機械工程行業的快速發展。多體系統動力學中的機械系統仿真分析技術使用的最為廣泛，其中有ADAMS和DADS兩個系統的應用，這兩個系統可以對產品進行建模和求解，從而預測產品的性能，幫助實現產品最優化。

在多學科多體系統動力學的分析中，應該包括建模和分析，即建立的動力學方程和利用數值方法進行求解，最后形成了仿真分析，如下圖所示 在多學科耦合系統動力學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。

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