Многотельное моделирование - Multibody simulation
Многотельное моделирование ( MBS ) - это метод численного моделирования, в котором многотельные системы состоят из различных твердых или упругих тел. Связи между телами можно моделировать с помощью кинематических ограничений (например, шарниров) или силовых элементов (например, пружинных амортизаторов). Односторонние связи и кулоновское трение также можно использовать для моделирования фрикционных контактов между телами. Многотельное моделирование - полезный инструмент для анализа движения. Он часто используется при разработке продукта для оценки характеристик комфорта, безопасности и производительности. Например, многотельное моделирование широко используется с 1990-х годов как компонент конструкции автомобильной подвески . Его также можно использовать для изучения вопросов биомеханики с такими приложениями, как спортивная медицина , остеопатия и взаимодействие человека с машиной.
Ядром любой программы моделирования многотельных объектов является решатель . Решатель - это набор вычислительных алгоритмов , решающих уравнения движения. Типы компонентов, которые можно изучить с помощью моделирования нескольких тел, варьируются от электронных систем управления до шума, вибрации и жесткости. Сложные модели, такие как двигатели, состоят из индивидуально разработанных компонентов, например поршней / коленчатых валов .
Процесс MBS часто можно разделить на 5 основных действий. Первым действием цепочки процессов MBS является «мастер-модель 3D CAD», в которой разработчики продуктов, дизайнеры и инженеры используют систему CAD для создания модели CAD и ее структуры сборки, связанной с заданными спецификациями. Эта мастер-модель 3D CAD преобразуется во время операции «Передача данных» в форматы входных данных MBS, то есть STEP . «Моделирование MBS» - это самый сложный вид деятельности в технологической цепочке. Следуя правилам и опыту, 3D-модель в формате MBS, множественные границы, кинематика, силы, моменты или степени свободы используются в качестве входных данных для создания модели MBS. Инженеры должны использовать программное обеспечение MBS, а также свои знания и навыки в области инженерной механики и динамики машин, чтобы построить модель MBS, включая соединения и звенья. Сгенерированная модель MBS используется в следующем упражнении «Моделирование». Моделирование, которое определяется приращениями времени и границами, такими как начальные условия, выполняется программным обеспечением MBS, то есть MSC ADAMS или RecurDyn . Также можно выполнять моделирование MBS с использованием бесплатных пакетов с открытым исходным кодом, таких как MBDyn , с пакетами САПР, такими как FreeCAD, в качестве пре- постпроцессоров , для подготовки моделей САПР и визуализации результатов. Последнее мероприятие - «Анализ и оценка». Инженеры используют зависящие от случая директивы для анализа и оценки движущихся путей, скоростей, ускорений, сил или моментов. Результаты используются для включения выпусков или для улучшения модели MBS в случае, если результатов недостаточно. Одним из наиболее важных преимуществ технологической цепочки MBS является возможность использования результатов для оптимизации компонентов главной модели 3D CAD. В связи с тем, что цепочка процессов позволяет оптимизировать конструкцию компонентов, полученные циклы можно использовать для достижения высокого уровня оптимизации проектирования и модели MBS в итеративном процессе.
Смотрите также
- МСК Адамс