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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。

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。

Ansys Motion同時支持無網格柔性技術，用戶無需對結構進行網格劃分即可實現柔性體數據的計算Ansys Motion可以提供高效，功能強大的多柔性體動力學分析工具，對機械系統的運動學分析、車輛動力學、大變形結構分析、高速旋轉系統、3D接觸系統、以及多體運動、結構變形、動力學耐久性分析等有完整的解決方案。

全太陽能電池陣列模型擴展在上述單個狹縫管的仿真基礎上，研究了全太陽能電池陣列多體仿真，模型包含圖3所示的實體，包括芯軸、狹縫管卷繞支撐管、光伏覆蓋層和架體。芯軸和架體被視為剛體，而狹縫管和覆蓋層被視為柔性體。同時為簡化模型并自動化繁瑣和重復的任務，在多體動力學軟件中開發了一個垂直應用程序，用于將狹縫管成型到芯軸上、狹縫管卷繞過程以及展開過程仿真。

現在多體系統動力學的柔性多體系統可以很好的解決這個問題，我國的材料工程技術也在不斷地發展，所以越來越多的能滿足柔性多體系統的材料應用在機器人領域。通過對柔性多體系統的建模和求解，優化機器人的設計方案，現在的很多機器人的動作靈敏度大大提升。3.

求解精度與效率雙優· 相比傳統有限元（FEA），Adams 以多體動力學專用求解器實現非線性動力學快速計算，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、應力數據，為 FEA 提供精準邊界條件，提升結構分析精度dr.adams.com。

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。

本文介紹基于多體動力學的齒輪傳動系統動力學仿真，使用多體動力學對齒輪傳動系統進行動態仿真的一種新方法，這一方法能使工程師在各種情況或條件下開發齒輪傳動系統。首先，介紹RecurDyn/DriveTrain 解決方案；其次，分享相關應用案例；然后，將繼續驗證這種齒輪接觸計算方法；最后進行總結。

多體動力學仿真是機械設計和制造的重要方法，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。 以下是多體動力學仿真中常用的一些計算方法：§ 靜態分析：研究系統在靜力作用下的運動。§ 動力分析：研究系統在動力作用下的運動。§ 非線性分析：研究系統在非線性條件下的運動。

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

作為主要研究內容之一的建模問題已經基本得到解決, 出現了多種模型的數值求解算法 多體系統建模是指將實際系統抽象成由剛體、柔性體組成的多體系統, 并對系統各種物理量間的關系進行分析和描述, 然后利用相關的數學、力學理論和方法建立系統的動力學方程的過程約束多體系統動力學方程又稱 Euler-Lagrange方程 ,是微分代數方程（Differential Algebraic Equations,DAEs

為什么要自動化多體模型設置？ 從簡單的滑件曲柄機構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。模擬具有大運動量的多體系統的動力學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，多體動力學研究的結果通常會用作初步設計的指導。 隨著多體動力學研究的日益增加，多體動力學建模給工程師帶來了一些挑戰，主要是在對大型的真實世界里的系統進行建模時。

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

通過對多個學科的物理量的等效對應關系，便可以依據多體動力學方法進行建模求解。 多學科統一建模方法采用了多學科統一的模型表達形式，可以實現將不同學科的復雜系統的無縫集成，并利用拉格朗日方程建立集成的動力學方程。多學科統一分析系統動力學包括兩部分：統一學科分析方法學和系統動力學。

二、核心技術架構 2.1 多體動力學求解引擎Adams采用剛柔耦合多體動力學理論，結合先進的數值算法：- GSTIFF/SI2積分器：處理剛性微分方程的強穩定性算法- 遞歸算法：大幅提升大規模系統的計算效率- 柔性體建模：支持模態中性文件(MNF)導入，實現剛柔混合仿真 2.2 專業模塊組成

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。

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。

3.1 多體動力學機構鉸點優化 在已經建立的多體動力學模型中,在保證機構各項設計約束的前提下,通過適當調整機構的鉸點相對位置,不斷降低絲杠兩鉸接點在實際支車作業過程中的最大載荷,優化后通過MotionSolver多體動力學分析,荷歷程曲線變化如下圖6所示。 圖6 優化前后結構對比 上述分析結果中紅色曲線為優化后的鉸點載荷曲線，藍色曲線為原結構鉸點載荷曲線。