MotionView_MotionSolve_Training_V14_Day2
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• 2、参数设置：使用柔性体生成工具Flex prep，选择模型文件并设置参数。
Flexbody generation options
Source FEM file Specify h3d file name Select CMS method Interface nodes Frequency cutoff type & value Left click
~60,000
~30 to ~200
7
Copyright © 2016 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.
模态叠加
The idea behind a flexible body is: A final shape can be synthesized by summing a set of modal participation factors and mode shapes. Example in 2D:
•
• 约束模态：用单位载荷逐一施加于每个界面点的每个自由度，采用惯性
释放得到结构的静力变形向量 • 正则模态：界面点全部释放后的正则模态
17
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Φ表示模态矩阵
Q表示模态参与因子
6
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柔性体的定义
• 为什么要用柔性体？
•
• •
传统MBD分析考察的是刚性体在受力或约束下的运动状态
Agenda - Day 1
• Altair MBD解决方案
MBD分析内容
软件功能介绍
软件界面菜单 软件基本操作
•
MBD基本建模工具
几何建模方法（几何、点、体、向量、坐标系、曲线、曲面、变形曲线、变形曲面等）
约束建模方法（基本铰约束、高级铰约束、驱动约束、耦合器约束、齿轮等） 载荷建模方法（力、衬套、场力、弹簧阻尼器、梁等） 输出建模方法（位移、速度、加速度、载荷、用户自定义输出） 分析参数的设置（分析类型、求解时间、输出步长、数值方法、积分参数设置等）
•
MBD优化和联合仿真
控制系统建模工具 机械控制系统建模分析
机械控制系统联合仿真
多体系统的DOE分析和优化 等效静态载荷法和多体系统的结构优化 多体系统和流体系统的耦合分析
4
MBD刚柔耦合建模分析
Innovation Intelligence®
5
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10
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模态叠加
The number and maximum frequency of the mode shapes is important
12
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柔性体生成途径一：MotionSolve
柔性体生成步骤： FlexTools > FlexPrep
• 1、结构定义：单元、材料、属性、铰节点。
固定界面模态综合法
Craig-Bampton方法的本质就是固定界面模态缩聚方法，由Craig和Bampton
于1968年提出。
Craig-Bampton模态综合时只考虑”位移对接”条件。 固定界面子结构方法是指，假设子结构的交界面上的节点是完全固定的。 此时的模态分为约束模态(Constraint modes)和(约束)正则模态(Constraint normal modes) 约束模态是静力模态，没有频率，即用单位位移逐一施加于各个自由度，得到 子结构的静力变形向量 实际变形需用以上两种模态叠加而成
模态叠加
Why does this matter? - Because the solvers only need to calculate these:
0.2*
+0.1*
+0.5*
=
And that is orders of magnitude less work for the solver than calculating results for 1000’s or 10,000’s of nodes & elements!
模态综合法
• 模态集的类型 • Craig-Bampton • 约束模态：用单位位移逐一施加于每个界面点的每个自由度，得到结构
的静力变形向量
• 正则模态：界面点全部约束后的正则模态 • Craig-Bampton Geometric –Stiffness (CBG) • Craig-Bampton 方法同时考虑几何刚度的影响 Craig-Chang
Agenda - Day 2
• MBD刚柔耦合建模分析
柔性体的定义和原理
柔性体的生成方法
刚柔耦合系统建模分析 有限元分析载荷提取 疲劳耐久分析流程 大规模柔性体的缩减技术
带预载荷的柔性体技术
动力刚化及柔性体的改进
•
MBD 接触建模分析
3D Contact接触算法
刚性接触建模分析及后处理 柔性接触基本原理 柔性接触建模分析 齿轮、链条、皮带等传动系统的建模分析
3
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Agenda - Day 3
• MBD高级建模技术
非线性有限元技术
非线性柔性体的建模分析
子系统建模方法 行业模型库的创建和使用 多体分析中的检测和分析控制技术 模型建模语言MDL及使用方法
• 2、约束定义：约束采用ASET类型 • 3、方法定义： CMSMETH中定义 • 4、工况定义： GLOBAL_CASE_CONTROL中定义 • 5、单位及输出设置： DTI_UNITS、 OUTPUT
14
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High frequency = small wavelength (tight curvature)
•
Stress/strain generally have higher curvature and require more modes than deformation.
11
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柔性体的定义
• • • • 柔性体是有限元模型的模态近似，是CAE分析中 考察结构变形的一种方法。 柔性体可捕捉到结构的变形，应力和应变。 有限元模型具有较多的自由度，多体系统求解器
处理起来难度很大。
柔性体使用限元模型的模态表达，可以大大降低 模型自由度。 • 结构的节点位移可通过模态矩阵和模态坐标表示， U=ΦQ 其中，U表示实际节点位移
0.7*
+ 0.25*
=
= 0.7*sin(x) + 0.25*sin(10x)
8
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模态叠加
The same thing can apply in 3D to obtain a “shape”:
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0.2*
+0.1*
+0.5*
=
This is called modal superposition A “shape” can be for any response such as deformation, stress or strain
9
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• Increased modes and higher frequencies enable more “curvature” in responses such as deformation, stress & strain.
Low frequency = large wavelength (broad curvature)
柔性体生成（ADAMS）
生成ADAMS格式的柔性体：
• 1、方法类似，需要定义输出格式
• • 2、生成的柔性体导入ADAMS没有铰节点？ • 3、生成的柔性体频率和模态分析频率不一致？ • 4、注意单位的转化
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MotionView/MotionSolve多体动力学培训
培训讲师：许光浩
Email：guanghao.xu@
1
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实际机构工作过程中存在变形，刚体系统不考虑构件的变形 情况，因而无法真实模拟实际机构的工作状态
柔性体可以：
•
• • •
考察结构的变形
结构载荷预测更加准确 考察结构应力和应变的分布 提取疲劳分析的载荷
•
•
减少冗余约束
柔性体是计算精度和仿真时间的平衡能的结果
Degrees of Freedom for full FE (10,000 nodes) Degrees of Freedom for flexbody
FEM file units
13
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柔性体生成途径二：OptiStruct
柔性体生Байду номын сангаас步骤：
• 1、结构定义：单元、材料、属性、铰节点
•
MBD刚体系统建模分析
MBD建模基本流程 刚体系统建模分析
CAD模型的导入和合并
高副约束建模 刚体系统线性化分析 2
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界面点
• Flexbodies connect to the MBD system through the “interface nodes”. • Not all interface nodes have to be used, but any node used must be an interface node.
柔性体生成（其他MBD软件）
•1、SIMPACK：PARAM, SIMPACK
•2、RecurDyn：PARAM,RFIOUT,YES
•3、Virtual Lab：PARAM,LMSOUT •4、ROMAX：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
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Flexbody generation options
Source FEM file Specify h3d file name Select CMS method Interface nodes Frequency cutoff type & value Left click
~60,000
~30 to ~200
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模态叠加
The idea behind a flexible body is: A final shape can be synthesized by summing a set of modal participation factors and mode shapes. Example in 2D:
•
• 约束模态：用单位载荷逐一施加于每个界面点的每个自由度，采用惯性
释放得到结构的静力变形向量 • 正则模态：界面点全部释放后的正则模态
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Φ表示模态矩阵
Q表示模态参与因子
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柔性体的定义
• 为什么要用柔性体？
•
• •
传统MBD分析考察的是刚性体在受力或约束下的运动状态
Agenda - Day 1
• Altair MBD解决方案
MBD分析内容
软件功能介绍
软件界面菜单 软件基本操作
•
MBD基本建模工具
几何建模方法（几何、点、体、向量、坐标系、曲线、曲面、变形曲线、变形曲面等）
约束建模方法（基本铰约束、高级铰约束、驱动约束、耦合器约束、齿轮等） 载荷建模方法（力、衬套、场力、弹簧阻尼器、梁等） 输出建模方法（位移、速度、加速度、载荷、用户自定义输出） 分析参数的设置（分析类型、求解时间、输出步长、数值方法、积分参数设置等）
•
MBD优化和联合仿真
控制系统建模工具 机械控制系统建模分析
机械控制系统联合仿真
多体系统的DOE分析和优化 等效静态载荷法和多体系统的结构优化 多体系统和流体系统的耦合分析
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MBD刚柔耦合建模分析
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模态叠加
The number and maximum frequency of the mode shapes is important
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柔性体生成途径一：MotionSolve
柔性体生成步骤： FlexTools > FlexPrep
• 1、结构定义：单元、材料、属性、铰节点。
固定界面模态综合法
Craig-Bampton方法的本质就是固定界面模态缩聚方法，由Craig和Bampton
于1968年提出。
Craig-Bampton模态综合时只考虑”位移对接”条件。 固定界面子结构方法是指，假设子结构的交界面上的节点是完全固定的。 此时的模态分为约束模态(Constraint modes)和(约束)正则模态(Constraint normal modes) 约束模态是静力模态，没有频率，即用单位位移逐一施加于各个自由度，得到 子结构的静力变形向量 实际变形需用以上两种模态叠加而成
模态叠加
Why does this matter? - Because the solvers only need to calculate these:
0.2*
+0.1*
+0.5*
=
And that is orders of magnitude less work for the solver than calculating results for 1000’s or 10,000’s of nodes & elements!
模态综合法
• 模态集的类型 • Craig-Bampton • 约束模态：用单位位移逐一施加于每个界面点的每个自由度，得到结构
的静力变形向量
• 正则模态：界面点全部约束后的正则模态 • Craig-Bampton Geometric –Stiffness (CBG) • Craig-Bampton 方法同时考虑几何刚度的影响 Craig-Chang
Agenda - Day 2
• MBD刚柔耦合建模分析
柔性体的定义和原理
柔性体的生成方法
刚柔耦合系统建模分析 有限元分析载荷提取 疲劳耐久分析流程 大规模柔性体的缩减技术
带预载荷的柔性体技术
动力刚化及柔性体的改进
•
MBD 接触建模分析
3D Contact接触算法
刚性接触建模分析及后处理 柔性接触基本原理 柔性接触建模分析 齿轮、链条、皮带等传动系统的建模分析
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Agenda - Day 3
• MBD高级建模技术
非线性有限元技术
非线性柔性体的建模分析
子系统建模方法 行业模型库的创建和使用 多体分析中的检测和分析控制技术 模型建模语言MDL及使用方法
• 2、约束定义：约束采用ASET类型 • 3、方法定义： CMSMETH中定义 • 4、工况定义： GLOBAL_CASE_CONTROL中定义 • 5、单位及输出设置： DTI_UNITS、 OUTPUT
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Copyright © 2016 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.
High frequency = small wavelength (tight curvature)
•
Stress/strain generally have higher curvature and require more modes than deformation.
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柔性体的定义
• • • • 柔性体是有限元模型的模态近似，是CAE分析中 考察结构变形的一种方法。 柔性体可捕捉到结构的变形，应力和应变。 有限元模型具有较多的自由度，多体系统求解器
处理起来难度很大。
柔性体使用限元模型的模态表达，可以大大降低 模型自由度。 • 结构的节点位移可通过模态矩阵和模态坐标表示， U=ΦQ 其中，U表示实际节点位移
0.7*
+ 0.25*
=
= 0.7*sin(x) + 0.25*sin(10x)
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模态叠加
The same thing can apply in 3D to obtain a “shape”:
18
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0.2*
+0.1*
+0.5*
=
This is called modal superposition A “shape” can be for any response such as deformation, stress or strain
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• Increased modes and higher frequencies enable more “curvature” in responses such as deformation, stress & strain.
Low frequency = large wavelength (broad curvature)
柔性体生成（ADAMS）
生成ADAMS格式的柔性体：
• 1、方法类似，需要定义输出格式
• • 2、生成的柔性体导入ADAMS没有铰节点？ • 3、生成的柔性体频率和模态分析频率不一致？ • 4、注意单位的转化
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Copyright © 2016 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.
MotionView/MotionSolve多体动力学培训
培训讲师：许光浩
Email：guanghao.xu@
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Copyright © 2016 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.
实际机构工作过程中存在变形，刚体系统不考虑构件的变形 情况，因而无法真实模拟实际机构的工作状态
柔性体可以：
•
• • •
考察结构的变形
结构载荷预测更加准确 考察结构应力和应变的分布 提取疲劳分析的载荷
•
•
减少冗余约束
柔性体是计算精度和仿真时间的平衡能的结果
Degrees of Freedom for full FE (10,000 nodes) Degrees of Freedom for flexbody
FEM file units
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柔性体生成途径二：OptiStruct
柔性体生Байду номын сангаас步骤：
• 1、结构定义：单元、材料、属性、铰节点
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MBD刚体系统建模分析
MBD建模基本流程 刚体系统建模分析
CAD模型的导入和合并
高副约束建模 刚体系统线性化分析 2
Copyright © 2016 Altair Engineering, Inc. Proprietary and Confidential. All rights reserved.
界面点
• Flexbodies connect to the MBD system through the “interface nodes”. • Not all interface nodes have to be used, but any node used must be an interface node.
柔性体生成（其他MBD软件）
•1、SIMPACK：PARAM, SIMPACK
•2、RecurDyn：PARAM,RFIOUT,YES
•3、Virtual Lab：PARAM,LMSOUT •4、ROMAX：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
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