ANSA中KINETICS工具在多体动力学分析中的应用

介绍

产品研制过程中，很重要的一件事就是让工程师能够预览机构样机的运动行为，进而研究运动部件之间的相互作用。解决这个问题，KINETICS模块被引入到ANSA中作为多体动力学的解决方案。通过这个模块，工程师可以进行运动学分析以研究和分析机械系统在时间历程上的动力学响应。ANSA中的KINETICS模块提供了多项功能，功能描述如下。

模型定义

多体模型可以基于任何CAD模型或者有限元模型进行定义。用户即可以从头开始定义多体模型，也可以根据有限元模型（Abaqus，NASTRAN）设置转换成多体模型。

接触建模

接触建模的准确性和稳健性在多体动力学仿真中非常的重要。使用的算法是基于单向接触的非光滑动力学理论，它为用户研究接触行为提供了准确的解决方案，这是通常的正则算法无法做到的。此外，更多接触摩擦类型可供选择，可以更加逼真的模拟接触行为。

配置

很多情况下，工程师需要根据连接副、力和接触等来控制机械装置，然后根据运动位置进行存储。而且，也会经常在一个机械系统中出现多个机械装置，导致系统多重的运动，汽车座椅就是一个很好的例子。KINETICS模块中的配置工具栏提供了设置各种机械装置的能力，可以在仿真中基于位移或者始末点位置来改变位置。

运动学-动力学分析

无论用户是研究系统的运动关系，不考虑力（运动学模型），还是研究一个机构特定的运动方式，考虑力（动力学模型），运动学仿真可以提供快速而准确的结果，即便是复杂程度很高的大规模模型。

ANSA协同仿真工具

KINETICS模块可以支持多种类型的分析（耐久性，碰撞等），这些分析类型都与运动有关。出于机构运动位置的原因，当机械装置需要在不同的位置之间运动，每个位置都需要做分析；或者出于协同仿真的目的，需要提取多体动力学仿真的结果用作其它分析类型的初始条件。

轮胎建模

能够进行轮胎特征的建模进一步扩展了KINETICS的功能，允许用户在他们的模型里增加轮胎。可用的轮胎模型(Pacejka, FTire)提供了地面模型，可用于研究轮胎和地面之间的接触行为。对轮胎在加载情况下的结果提供了很好的预览，比如施加在轮胎上的力，矩或其他轮胎数据等。大量可调整的轮胎参数可以保证建模的可靠性以达到优化模型性能的作用。

总结

运动学模块提供了良好的多体动力学性能，增强了ANSA的应用范围。不管用途是出于机械机构的定位目的，运动学分析或者接触建模。新功能的实施使多体动力学仿真变得简单，即使新手也能操作。此外，在ANSA中评估和分析结果和KINETICS模块的广泛应用让它更适合于各个工业领域，比如航空航天，汽车，制造业和生物工程行业等。

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