Ansys Motion

一、概览

1. 采用Ansys Motion可进行稳定的多体动力学系统设计

Ansys Motion提供了完全集成化的组件和系统建模的仿真环境。它可以仅仅通过同一个求解器同时对刚体和柔性体以及刚柔耦合模型进行快速准确的分析。系统运动特性、应力安全分析、热传递、振动和疲劳是不可或缺的。Ansys Motion是适用于多体动力学系统设计的最可靠、最先进的仿真解决方案。

2. 规格快览

在与常规结构分析相同的界面中执行Ansys Motion仿真。一个模型可重复应用于多种用途，从而节省大量时间。规格中包括建立履带车辆的链传动工具包、FE Dynamics等工具。

二、功能

Ansys Motion提供了基于柔性多体动力学的新一代工程解决方案。它能在统一的求解器系统中快速准确地分析刚体和柔性体。Motion可以在许多工业应用的设计流程中，执行系统运动性能、应力安全分析、振动分析和疲劳分析，从而加快产品上市进程。Motion的集成GUI为组件和系统提供了强大的建模环境，可以独立或同时进行分析，从而在设计和分析过程中打开新的大门。

1. 主要特性

l  求解器：Motion求解器可以加快大自由度系统的仿真速度。使用共享内存并行处理（SMP）和大规模并行处理（MPP）环境加快仿真速度。

l  前-后处理器：Ansys Motion前处理器为组件和系统提供经过优化的建模环境。组件模型可以由part（部件文件）或者mesh（网格文件）构成。。针对实体文件和网格文件可以单独处理和管理，以便在其它模型中重复使用。后处理器可快速提供由复杂几何结构构成的系统的动画。

l  MBD Pro：MBD Pro包含在Ansys Motion基础软件包中，是用于分析刚体系统的模块。运动控制方程是在参数化广义坐标系的基础上制定的。刚体通过接头、原始约束、衬套、接触和用户定义的函数表达式进行连接。支持平滑的面对面接触。接触表面可以使用分段三角形面或NURBS表面表示。

l  FE Dynamics：可开展由刚体和柔性体组成的混合系统的动力学分析。求解器的初始设计包含MBD和有限元（FE）分析这两个不同的学科。因此，刚体和柔性体之间存在大量独特的连接单元。为了更好的处理这些问题，使用稳定的隐式积分法，计算解不受数值噪声影响，非常平滑可靠。

l  Modal Flex：当柔性体没有接触或力单元轻微变化时，模态柔性体由于效率高而更受欢迎。模态形状从Ansys Mechanical等有限元程序中提取，变形用模态形状的线性组合来表示。因为求解的模态坐标减少了，所以计算时间很短。模态柔性体和全节点柔性体可以轻松切换，也可以与其它刚体和节点柔性体一起求解。

l  线性：线性分析可用于求解FE几何体、EasyFlex几何体或系统的特征值和特征向量。可以仿真固有频率和模式。对于几何体特征值分析，静态校正模式将为模态柔性体提供更精确的解。

l  疲劳：传统的疲劳分析要求对载荷历史和应力进行两项独立的分析。这两个流程在Ansys Motion疲劳分析系统中合二为一。Ansys Motion求解器可同时生成载荷历史和应力历史。疲劳寿命可直接显示在Ansys Motion后处理器中。

l  MATLAB接口：Ansys Motion基础软件包中包含MATLAB/Simulink接口，允许对MATLAB控制模型和Ansys Motion机械模型进行协同仿真。必须定义Ansys Motion模型中的系统输入/输出和MATLAB中的Simulink文件。

l  FMI：功能模型接口(FMI)功能有助于对Ansys Motion机械模型与支持FMI的其它仿真工具进行协同仿真。必须定义Ansys Motion模型中的系统输入/输出。Ansys Motion的FMI仅作为从仿真器提供。

l  传动系统工具包：Ansys Motion传动系统工具套件可以在各种可变的驾驶条件下分析传动系统的噪声、振动与粗糙度( NVH)特性。它可以执行从初始设计概念到详细生产模型的各种分析。可以用与真实测试环境中相同的方式生成瀑布彩色图和跟踪数据，方便比较仿真与现实情况。

l  用于链条和皮带的链接工具包：Ansys Motion链接工具套件分析由路径体(绕体)和段体(绕组体)构成。在完成路径体和段体的定义后，就能自动创建链条装配体。路径体和段体可以是子系统、部件或网格文件，这便于用户构建各种类型的不规则链条。统一窗口可控制段体和路径体之间的所有接触参数。两段之间的连接可以是任何类型的力、接头或接触实体。

l  用于履带的链接工具包：提供用于段体和路径体的预定义几何结构，以便开展参数化研究。履带装配体进一步简化，可取消路径体的选取步骤。自动搜索并使用路径体，以自动装配履带段。自动为预定义几何结构定义接触面，无需定义接触面。预定义几何结构具有复杂的建模细节来表示真实形状。

l  车辆工具包：专用模板和子系统建模工具可用于为预定义分析场景构建底盘、悬挂、方向盘和车轮。对称建模功能和基于模板的工作流程让用户可以轻松地分析运动学与合规性（K&C）及行驶与操纵（R&H）场景。

l  EasyFlex工具包：与传统的有限元分析不同，Ansys Motion EasyFlex工具套件不需要在结构分析之前进行网格划分。因为无需对复杂的3D几何模型进行网格划分，它便于所有用户开展灵活性建模，即使是那些不熟悉网格划分技术的用户。通过使用Ansys Motion EasyFlex工具套件，可以在几分钟内计算各种形状的机器部件的应变和应力。

l  几何数据转换器：Ansys Motion前处理器是在ACIS内核上开发的;可以直接读取.sat、.sab文件。其它CAD数据文件必须通过相应的CAD转换器进行转换。