多体动力学分析-综合结构和刚性运动

多刚体系统动力学与多柔性系统动力学的结合称为多体系统动力学。多刚体系统动力学是将系统中各部件均抽象为刚体，但可以考虑各部件联结点（关节点）处的弹性、阻尼等影响；而柔性多体系统动力学是研究由可变形体和可变形体或可变形体和刚体所组成的系统在经历大范围空间运动时的动力学行为。多刚体系统动力学侧重研究“多体”这一方面，研究各个物体刚性运动之间的相互作用及其对系统动力学的影响；柔性系统动力学侧重研究“柔性”这一方面，研究物体变形与其整体刚性运动的相互作用或耦合，以及这种耦合所导致的独特的动力学效应。事实上，柔性多体系统的动力学方程是多刚体系统动力学方程和结构动力学方程的综合与推广。当系统不经历大范围空间运动时，它就退化为结构动力学方程，而当各部件的变形可以忽略时，它可退化为多刚体系统的动力学方程。这两类方程的耦合则引出全新的动力学问题。

多体系统可以抽象为以下四个要素的组合：①体 多体系统中的构件；②关节 体间的运动约束，无质量；③外力 系统外的物体所施加的力或力矩；④力元 体间的相互作用力。(www.xing528.com)

ANSYS Workbench多体系统动力学包含多刚体系统动力学（Rigid Dynamics）和多柔性系统动力学（Transient Structural）（或称瞬态结构动力学、时间历程分析）两个模块分析系统。它们分别用不同的求解器。刚体系统动力学用ANSYS Rigid Dynamics求解器，采用显式的时间积分，没有平衡迭代和收敛检查，求解速度快，但需要更小的时间步长，专用于模拟由运动副、弹簧和衬套连接起来的刚性组件的动力学响应。多柔性系统动力学用ANSYS Mechanical APDL求解器，采用隐式时间积分，需要平衡迭代，求解速度慢，可用于模拟由运动副、弹簧、梁、点焊、接触连接起来的全刚性组件、全柔性组件、刚柔耦合组件的动力学响应。