多体动力学研究的内容和流派

工程中的对象是有大量的零部件构成的系统。对它们进行优化设计和分析可以分为两类。

结构    它的主要特点是,在正常的工况下构件间没有相对运动。如桥梁,航天航空器,车辆的壳体。主要关心的是结构在载荷作用时的强度,刚度,稳定性。这是固体力学和结构动力学研究的内容。

机构   其特点是系统在运动过程中有相对运动。如航天航空器,机车,汽车,机器人等。该力学模型为多个物体通过运动副连接的系统,为多体系统。这是计算多体动力学研究的内容。

复杂机械系统人们关系的问题大致有三类

运动学分析

在不考虑系统运动的起因的情况下研究各部件的位置与姿态以及它们变化速度与加速度的关系。如平面机构和空间机构,它们通过运动副和驱动副连接在一起。数学模型为各部件的位置与姿态坐标的非线性代数方程,以及速度与加速度的线性方程。

静力学分析

系统受到静态载荷作用下,确定在运动副制约下系统的平衡位置以及运动副的静约束力。

动力学分析

研究载荷与系统运动的关系,即为动力学问题。

研究复杂机械系统在载荷作用下各部件的动力学响应时工程设计当中总要的问题。

已知外力求系统的运动学的为题归结为求非线性微分方程的积分。称为动力学的正问题。

已知运动确定运动副的动约束力问题是动力学的正问题。

现代的机械系统离不开控制技术,工程中经常遇到这样的为题,系统的部分构件受到控制,他们按照某种运动规律运动时,讨论外载荷作用下其它构件如果运动,为动力学正逆问题。

多刚体系统

航天和机械两大工程领域运用不同的建模方法,主要是在刚体的位形的描述。

航天  主要以系统的每个铰的一对邻近刚体为单元,以一个刚体为参考物,另一个刚体相对的位形又铰的广义坐标来描述。

计算多体动力学的两大流派,拉格朗日方法,和笛卡尔方法。

留言板问题整理

Herman和David整理了部分留言板的问题,有些问题涉及到具体的模型或者可能是版本的问题,所以无法很快一一解答,望大家能谅解。您可以先下载RecurDyn常见Q&A整理,或许有所帮助。

1、(来自刘欢)我把该软件附带的基础训练中例子试了一下,可是很多地方都不是很理解,像contact,joint,force等等。物体的运动时因为给它施加一个初始运动或者力吧?那该软件的force(slider_crank_3D例)是不是就是体现这个呢?

回复:RD中的力包括很多种类,在物体的运动中可以以力来驱动,亦可以以运动驱动,在slider_crank_3D例中,实际上是通过运动来驱动的;

2、(来自刘欢)还有toolkit中的各框图中每个器件的作用是什么呢?虽然help中有介绍,但都是介绍该怎么创建,至于为什么以及这些器件的作用是什么都没有提到,在网上也很难搜索,教程也没有,想找原因都找不着。麻烦你能不能给我点初手上路的一些资料呢?

回复:在Toolkit中,你通过鼠标右键,设置为“button+text”,就会显示具体的文字描述,进而就可以从help中找到相应内容;

3、(来自刘欢)RD自带的例子中MOUSE为什么不动?然后又根据help中的步骤进行联合仿真,最后用PLOT看到的输入PLANT INPUT(ROTATIONAL AXIAL1)为零,这是不是MOUSE不动的原因呢?

回复:RD自带的Mouse的例子,是为帮助中的操作作准备的,你可以查一下是否有驱动?

4、(来自赵强)我是此软件的初学者,在使用时有时会有这种情况,gear的子模块里的两个2D齿轮啮合时(assembly),每次按下“Auto assembly”后,action gear 就会在Z轴上移动,齿轮是在X-Y平面内建立的,只是齿轮在Z轴上装配过程中移动过,有时可以,隔一段时间后又不行了。

回复:RD中的Gear工具包具有自动装配的功能,只是没有“Auto assembly”Button,而是“Auto Engagement”。此外,你的问题中有提到2D齿轮啮合,而RD中提供的是2DContact。自动装配只有在按下“Auto Engagement”并且调整中心局之后生效。

5、(来自刘欢)我在该网站下了个Vbelt工具包使用指南,可是要import导入Parasolid格式的RidingMower.x_t,如果有这个供我下载的话,能不能给我传一下呢?可能我用的版本是R7.1的,所以软件中没有这个。

回复:RidingMower.x_t (12)就是你说的那个文件,不过我目前用的是R7.3,可能这个模型你会打不开。

6、(来自刘欢)plant input 必须是force么? 如果是的,我给joint 中的standard motion(例如velocity)作为一个plant input,可是画图时的plant input显示是一条大小为0的直线? 如果不是,那我该如何给系统一个plant input,使得joint的运动是一个正弦曲线或者其他的曲线呢?

回复:可以将motion作为plant input,在colink或者simulink中添加正弦函数作为输入。

7、(来自刘欢)motion(name,flag,comp,rm)是一个函数,那么每个参数都是什么意思,能否举个例子说明一下?

回复:此函数返回的是Motion的驱动力;

name: 名称;

flag: 当值为0时,函数值是施加在运动标记点(action marker)的力;当值为1时,函数值为施加在基础标记点(base marker)上的力。

comp: 1: FM, 2:FX, 3:FY, 4:FZ, 5:TM, 6:TX, 7:TY, 8:TZ。

rm: 参考标记点名称

这些函数在帮助文档中都有介绍

Step生成一个光滑过渡的阶跃函数,time之后的四个参量分别代表:起始点,起始值,结束点,结束值。比如说这个函数,stetson(time0,0,0.1,1)的意思是当time<0时,这个函数值为0;当time>0.1时,值为1,当0<time<0.1时,是一个过渡函数,具体表达式可以参考Help文档。

If是条件函数,具体的也可以参考help文档,你如果学控制的,这个函数应该比较好理解。

DM是求两个标记点之间的距离。需要注意的是要在函数表达式对话框中的Argument list中添加两个点的Marker点。

8、(来自刘欢)我有几个函数搞不明白什么意思,例如:step(time,0,0,1,1)*time,2*PI,if,3*time,DM.能不能帮忙详细解释一下 

回复:这些函数在帮助文档中都有介绍。Step生成一个光滑过渡的阶跃函数,time之后的四个参量分别代表:起始点,起始值,结束点,结束值。比如说这个函数,stetson(time0,0,0.1,1)的意思是当time<0时,这个函数值为0;当time>0.1时,值为1,当0<time<0.1时,是一个过渡函数,具体表达式可以参考Help文档。If是条件函数,具体的也可以参考help文档,你如果学控制的,这个函数应该比较好理解。DM是求两个标记点之间的距离。需要注意的是要在函数表达式对话框中的Argument list中添加两个点的Marker点。

9、(来自刘欢)一个物体可以有好几个marker吗?为什么要这么多的marker啊?有这么多的marker,为何还要有个CM呢?point与markerde区别又是什么呢?相对坐标系是RD的一大特色,那它的好处是什么呢?

回复:CM是一个body的质心。Marker是与body关联的标记点,每个marker都有自己的原点和方向,并且要有隶属于某个body,一个body可以有多个marker点。Point在建模过程中是代表了3维空间中的一个位置。

10、(来自刘欢)Dynamic/Kinematic Analysis中的Parameter中的numerical damping是什么意思啊 ?改变它将会对什么量有影响呢?还有parametric point是干什么的呢?

回复:Numerical damping是数值阻尼。Parametric point是参数点,用于参数化建模。

11、(来自刘欢)我可以得到作用了Axial force的物体绕某个轴转动的角度么?

回复:“某个轴”不知道具体是指的是那个轴?可以使用函数AX,AY,AZ来得到旋转角度。

RecurDyn常见问题整理(一)

花了点时间整理了下使用RecurDyn过程中大家经常会遇到的问题。
这个版本大部分是SimWE论坛里大家提出的问题,以后会根据网上培训大家的提问以及留言板上的问题慢慢进行补充。
大家可以看看有什么需要改进和补充的地方,希望对大家学习RecurDyn有些帮助。
下载中心——>相关资料下载——>帮助文档

7月29日网上培训

这堂课主要讲解子系统、常用函数以及图形输出等内容。

案例分析中用到的五个函数表达式如下:

2*Pi

STEP(Time,0,0,5,10)

3*Time

IF(Time-5:5,10,-5*time)

DM(1,2)

大家在上课时,最好问与课堂内容相关的问题。

如果有技术问题可以联系我们的技术支持:support@pro-lambda.com,或者在留言板留言。

下一堂课,我们主要会介绍接触仿真。欢迎大家参加~

pro/E装配模型如何导入RecurDyn

要把PRO/E模型保存为STEP格式

PRO/E的parasolid接口是有问题的

所以只能用STEP格式

在同一个assembly下的物体,导入RecurDyn后作merge,合成一个物体。

STEP读入RecurDyn需要装配

RecurDyn和pro/e没有专门接口,所有需要运动副定义。

这个过程不复杂,因为实际装配过程是逐步进行的。

先装配好一部分,计算一下看运动是否正确,再加入一些机构,再分析。

如果一下子装配好一个大模型,发现运动不对再从头检查,还是重复上面那个过程。

为了装配方便,预先在pro/e中在发生运动副的地方加局部坐标系。

柔性体与其它物体联结,是否可以直接施加JOINT来约束运动

一般是这样做,如果直接加约束的话,力都是通过约束进行传递,会造成局部应力集中,因此,为了防止应力集中,可以在连接处加mpc  RBE2 进行力的分散。如果采用F-Flex 的话,可以直接在RecurDyn 中施加MPC。如果采用R-Flex 的话,需要在模态中性文件中预先就考虑到。

哑元和多点约束不是同一个意思。多点约束在有限元软件中可以施加。在RecurDyn中也可以施加。Ampc的施加是有限元中的基本操作。

怎么为FFLEX添加转动副?

在柔性体上施加一个mpc  or fdr, mpc 的master node 上施加铰接就可以了。施加铰接的时候,选择点的时候就选择这个节点就可以。

不对NODE自由度进行拘束时,也可以用一般拘束方式(JOINTS/ Bushing)#但是要注意一点,记得把FFLEX BODY的connecting parameters内的user force connectore关闭,否则会有求解问题。

原文说明如下:

Use Force Connector : It determines the connector type. If you check option, it means that you want to use a force connector. On the other hand, un-checking means that you want to use a fixed joint as a connector.

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