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“多体动力学模块”是 COMSOL Multiphysics® 软件的一款附加产品,其中提供一套先进的工具,支持使用有限元分析(FEA)来设计和优化二维和三维多体系统,能够在节约计算工作量的同时,模拟柔体和刚体混合系统,找到系统中的关键部件,从而方便您能够在汽车工程、航空航天工程、生物力学等主要应用领域执行更加详细的部件级结构分析。
本模块提供内置的多物理场耦合,包括声-结构、实体-轴承和流体-多体相互作用。COMSOL® 软件的多物理场功能支持您将多体动力学与其他物理效应(例如高级传热、流体流动、声学和电磁学)进行耦合分析。您可以进一步扩展建模功能,在建模仿真中包含非线性结构材料和 CAD 导入功能。
刚性和柔性部件
在对多体系统建模时,柔体和刚体使用各种类型的关节、齿轮、凸轮、轴承、弹簧或阻尼器进行连接,并承受较大的位移和旋转载荷。使用“多体动力学模块”的优点之一是您可以轻松混合刚性和柔性部件。
一般来说,多体仿真中的所有或大部分部件都是刚性的,因此只需通过刚体的自由度来表示。然而,有时您可能希望将一个或多个部分表示为柔性部件。借助本模块中提供的材料模型,您可以有选择地将刚性和柔性部件指派到模型,以执行包括非线性材料效应在内的详细结构分析。举例来说,“多体动力学模块”可用于计算结构刚性部分的关节处所承受的力,以及柔性组件中产生的应力。
静态分析和动态分析
“多体动力学模块”可用于对组件的静态和动态行为建模,这些组件相对于彼此进行平移和旋转运动。对于动态模型,您可以执行各种类型的分析,例如:
·瞬态
·特征频率
·频域
·模态叠加
·随机振动(与结构力学模块结合使用)
例如,本模块可用于模拟齿轮或链条等传动部件的动力学。然后,您可以将多体分析的结果用于其他类型的分析,例如疲劳评估或声学分析,以便确定系统发出的噪声。
一些可以计算的物理量包括位移、速度、加速度、关节力、齿轮接触力,以及柔性部件中的应力等。除此之外,您还可以对刚体之间的摩擦接触进行建模,与标准的基于网格的接触相比,前者更加稳定和快速。