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分析剛體與柔體裝配體的軟體

設計和最佳化多體系統的專業工具

多體動力學模組是 結構力學模組 的擴展,為使用有限元分析(FEA)設計和最佳化多體動力學系統提供了一組高級工具。使您可以模擬由柔體和剛體組成的混合系統,其中每個體均有可能發生很大的旋轉或平移。此類分析有助於確定多體系統中的關鍵點,從而使您可以執行更細緻的元件級結構分析。多體動力學模組還使您可以自由地分析結構的各個部分受到的力,以及柔性組件中產生的應力,這可能導致由於大形變或疲勞而發生破壞。

 


  • 平面关节、球形关节、槽关节和缩进狭槽关节的运动方向。
  • Model of a truck crane used for handling large loads. The simulation analyzes rigid body movement and predicts forces on the crane's axles and hydraulic cylinders. Results are used to optimize the position of link mechanisms in the base.
  • A swashplate mechanism is used to control the orientation of helicopter rotor blades. This example shows an application derived from the model where only the pitch of the blades can be changed, but where both transient and eigenfrequency analyses can be presented.
  • Model of a three-cylinder reciprocating engine, having both rigid and flexible parts, is used for maximizing the engine power and the design of structural components.

使用關節庫

模組包含一個預定義的關節庫,這使您可以簡單可靠地指定多體系統不同組件之間的關係,這些組件相互連接,因此彼此之間僅允許某些類型的運動。關節通過固定體來連接兩個組件,其中一個組件在空間中獨立運動,另一個則被約束為根據連接類型只能進行特定運動。多體動力學模組中的關節類型具有通用性,可以模擬任意類型的連接。 因此,研究人員和工程師可以使用以下關節類型來設計精確的多體結構力學模型:* 棱柱(三維、二維)* 鉸接(三維、二維)* 圓柱(三維)* 螺紋(三維)* 平面(三維)* 球形(三維)* 槽(三維)* 縮進狹槽(三維、二維)* 固定關節(二維、三維)* 距離關節(二維、三維)* 萬向接頭(三維)

靈活的多體結構分析

系統中發生形變的組件可以模擬為柔性體,而其他組件(甚至其組成部分)可以定義為剛性。此外,通過將多體動力學模組中的模型與 非線性結構材料模組 或地質結構模組 組合,您可以為多體動力學設計和分析提供非線性材料屬性。與此同時,物理場的其餘部分(您可以使用 COMSOL Multiphysics ®和一組特定應用的模組模擬)可以耦合到通過多體動力學模組描述的物理場,例如傳熱或電氣現象的影響。

模組可以執行瞬態、頻域、特徵頻率和穩態的多體動力學分析。可以將關節設定為線性/扭轉彈簧或阻尼屬性,對其施加力和力矩,以及以時間函數的形式規定其運動形式。其分析和後處理功能包括:

·         兩個組件之間的相對位移/旋轉及其速度

·         關節處的反作用力和力矩

·         局部和全域坐標系參考框架

·         柔體中的應力和形變

·         耦合 疲勞模組 對關鍵柔體進行疲勞分析

·         棱柱(三維、二維)

·         鉸鏈(三維、二維)

·         柱(三維)

·         螺紋(三維)

·         平面(三維)

·         球形(三維)

·         槽(三維)

·         約化狹槽(三維、二維)

通常,由於其他物理對象的存在或作用,兩個組件之間的運動會受到限制。為了充分定義和模擬這些複雜的系統,可以為關節指定條件性的有限相對運動。例如,在機器人中,兩個手臂之間的相對運動可以預定義為時間的函數。關節也可以是彈簧式的,也可以在多體動力學模組中考慮阻尼因子。