多体动力学仿真分析软件在现代工程设计与研究中扮演着至关重要的角色。在这个科技飞速发展的时代,复杂机械系统的设计和优化需求日益增长,多体动力学仿真分析软件应运而生。
多体动力学仿真分析软件能够模拟各种机械系统的运动和力学行为,为工程师和研究人员提供了强大的工具,帮助他们在设计阶段就能够预测和优化系统的性能。这些软件基于先进的数学和物理模型,结合高效的计算算法,能够精确地模拟机构中的接触碰撞、柔性体变形、复杂的运动学和动力学问题等。
无论是航空航天领域的飞行器设计,还是汽车工业中的车辆动力学分析,亦或是机械制造中的设备优化,多体动力学仿真分析软件都发挥着不可或缺的作用。
目前工程中常用的多体动力学仿真分析软件包括Adams、MotionSolve、Ansys Motion、RecurDyn、Simpack等。
Adams
美国 MSC,现隶属于 HEXAGON
Adams是世界上应用广泛的多体动力学仿真软件,用于对复杂机械系统设计进行视觉上和数学上的全动态行为的真实模拟。Adams可求解静态、准静态、运动学及动力学的多体系统问题,在求解过程中也能查看已有的分析结果。还可以定义变量、约束和设计目标,进行优化迭代,从而提供最佳的系统性能。
Adams包含Adams Car、Adams Machinery和Adams Dirll模块包,可以加速汽车、传动系统和钻井系统的建模和仿真效率。
Adams Car
基于模板的车辆建模和仿真工具,用户只需在模板中输入参数,就可以快速生成包含车身、悬架、发动机、转向机构、制动系统在内的整车模型,进行仿真。
Adams Machinery
高精度机械传动系统仿真模拟工个,提供刚柔和柔性齿轮、轴承、皮带、链条、绳索、电机和凸轮等工具的参数化建模方法。
Adams Drill
专业的钻井系统动力学仿真模拟,评估和预测钻头和钻柱动态特性、钻柱与井壁接触、井眼轨迹等问题。
MotionSolve
美国 Altair
MotionSolve是进行多体系统动力学分析和优化的集成化工具,为复杂机械系统的仿真提供了强大的建模、分析、可视化和优化功能。MotionSolve分析功能包括运动学、动力学、静力学、准静力学、线性和振动分析,可以帮助用户更好地了解和改善产品的性能。
Ansys Motion
美国 Ansys
集成到“Mechanical”界面中的ANSYS Motion是基于优秀的多体动力学求解器的第三代工程解决工具。它可以对刚性和柔性物体进行快速而准确的分析,并通过对整个机械系统的分析来对物理事件进行准确的评估。
ANSYS Motion使用了四个紧密集成的求解模块:刚体,柔性体,模态和无网格EasyFlex。这为您提供了便捷的功能,可以按您想要的任何组合分析系统和机制。可以研究具有数百万个自由度的大型装配体,其中包括柔性和接触的影响。然后,使用标准连接和接头可以连接和加载这些系统。
能够在与常规结构分析相同的界面中在ANSYS Motion中执行仿真,意味着可以将一个模型重复用于工程,从而节省大量时间。除了基本软件包之外,ANSYS Motion还提供了其他工具包,因此在具有特定多体动态需求的区域中工作的用户可以更快,更高效地工作。
RecurDyn
韩国 FunctionBay
RecurDyn是由韩国FunctionBay公司开发的新一代多体系统动力学仿真软件。该软件采用了先进的多体动力学理论,基于相对坐标系建模和递归求解,大大提升了求解速度与稳定性,解决了传统动力学分析软件在处理机构接触碰撞问题时的诸多不足。自推出以来,RecurDyn因其高效和精确的特性,受到了工程师们的广泛欢迎,并且持续进行版本更新及新功能开发。
RecurDyn能够高效地求解大规模多体系统的动力学问题。它不仅能够处理传统运动学与动力学问题,还特别擅长解决工程中的机构接触碰撞问题。软件采用相对坐标系的运动力学方程和完全递归算法,确保了求解的速度与稳定性。
RecurDyn提供了一系列专业工具包,包括但不限于皮带滑轮系统、链条系统、齿轮、轴承、媒体传送等,这些工具包极大地提高了工程师在建模、仿真过程中的速度与精度。
RecurDyn能够建立控制-机械-液压一体化的完整数字化样机。通过与控制软件如MATLAB/SIMULINK的结合,可以实现包括控制系统在内的复杂机械系统的同步仿真计算。
Simpack
德国 INTEC GmbH,2014年被法国 Dassault Systèmes 收购
Simpack是一款由德国INTECGmbH公司(于2009年正式更名为SIMPACKAG)开发的针对机械/机电系统运动学/动力学仿真分析的多体动力学分析软件包。它以多体系统计算动力学(Computational Dynamics of Multibody Systems)为基础,包含了多个专业模块和专业领域的虚拟样机开发系统软件。
SIMPACK软件的主要应用领域相当广泛,覆盖了汽车工业、铁路、航空/航天、国防工业、船舶、通用机械、发动机、生物运动与仿生等多个领域。
Simpack具有以下主要特点和功能:
多体系统建模:Simpack提供了直观的建模工具,可以用于创建多体系统的几何形状、连接关系和运动约束。它支持多种建模方法,如几何建模、CAD导入等,并提供了丰富的建模元素和连接器,方便用户创建复杂的系统模型。
运动仿真和分析:Simpack可以模拟多体系统的运动和相互作用,并提供了丰富的仿真和分析工具。它可以计算物体的位移、速度、加速度等运动参数,以及力、力矩、应力等相互作用参数。同时,Simpack还支持动态仿真、稳态仿真、频域仿真等不同类型的仿真分析。
碰撞和接触仿真:Simpack可以模拟多体系统中物体的碰撞和接触行为。它可以计算碰撞的力、能量损失、碰撞后的运动状态等,并提供了碰撞检测和碰撞响应的工具。同时,Simpack还支持接触力的计算和分析,可以模拟物体之间的摩擦、接触力等相互作用。
流体仿真和耦合:Simpack可以模拟液体和气体的流动行为,并支持多体系统与流体的耦合仿真。它可以计算流体的流速、压力、湍流等参数,并将流体力学效应应用于多体系统的运动分析中。
优化和设计:Simpack提供了优化和设计工具,可以帮助用户优化多体系统的性能。它支持参数化建模和自动化优化,用户可以通过改变设计参数,自动搜索最佳设计方案。
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