MBS技术专题丨多体动力学中的弹簧建模仿真
简介
弹簧广泛应用于机械系统中，其物理参数对机械系统的动态特性有重要的影响，因此建立合理的弹簧模型在多体动力学分析中显得尤为重要。Altair® MotionSolve® 可以方便地创建各种形状的弹簧系统。
弹簧的建模主要有两种方法：
SpringDamper力元：将弹簧定义为具有刚度、阻尼、自由长度和预紧力特征的力元实体。
NLFE Spring 物理组件：将弹簧定义为一个非线性柔性体，具有几何、材料、质量和惯性特性。
NLFE的弹簧可以：
由弹簧质量引起的动力学
考虑了非线性变形
应力、应变和变形轮廓可视化
自动建模线圈间的碰撞
通过例子可以学习到:
物理弹簧的属性如何影响动力学系统的动态特性
如何创建包含预载的NLFE螺旋弹簧
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建模
Step 1：导入数据，建立连接和接触；
Step 2：增加一个弹簧阻尼器 K=1N/mm, C=0.1N.s/mm 、L= 150 mm；
Step 3：启动 MotionSolve 仿真；
Step 4：用非线性螺旋弹簧代替原来的弹簧阻尼器；
弹簧本体直径（d）=2.5528mm; 弹簧螺旋直径(D)=35mm; 螺旋数（n）=10；G=模量；
Step 5：非线性弹簧文件导入 00_Data \ preloaded_spring_config.csv ( Connectivity-> Import )
Step 6：运行MotionSolve。
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仿真设置
Step 1：MotionSolve 使用spring阻尼器进行多体动力学分析，时间为3.25秒；
Step 2：用非线性螺旋弹簧代替弹簧阻尼器；
Step 3：用新的非线性弹簧继续仿真；
Step 4：在HyperView和HyperGraph中验证了接触载荷和NLFE位移；
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结果
对比弹簧阻尼器和非线性弹簧结果
弹簧阻尼器（左） VS 非线性弹簧（右）
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总结
本文对多体动力学中弹簧的建模方法进行仿真分析研究，用弹簧阻尼器和非线性弹簧仿真分析对比，对机构系统的动态特性分析和优化设计具有重要意义。
