Analyze Rigid- and Flexible-Body Assemblies
with the Multibody Dynamics Module


Tools for Designing and Optimizing Multibody Systems

Multibody Dynamics모듈은 유한요소 해석을 이용하여 여러 부품으로 구성된 구조의 운동 메커니즘을 설계하고 최적화하는데 필요한 기능을 제공하여 구조해석 모듈의 기능을 확장하게 됩니다. 이 모듈은 많은 회전이나 이송 상태의 설정이 가능한 각각의 구조체를 연체/강체 조건을 혼합하여 시뮬레이션 할 수 있습니다. 이러한 설정은 다물체 시스템의 임계점을 결정하는데 도움을 주고 각 구성 품은 구조 해석으로 좀더 세부적인 해석이 가능 하도록 합니다. Multibody Dynamics모듈은 각 부품에 작용하는 하중에 대한 분석이 가능하고 이 하중은 연체 부품에 대 변형 혹은 피로 파괴를 유발하는 응력으로 작용하기도 합니다.
.


Utilize a Library of Joints

조인트 라이브러리가 모듈에 포함되어 제공됩니다. 이를 이용하면 사용자는 쉽게 다른 부품간의 연결설정이 가능합니다. 연결설정은 부품간의 이동을 허용하거나 제한하게 됩니다. Attachments 기능을 통해서 부품간의 연결을 설정합니다. 사용하는 조인트의 종류에 따라서 연결된 두 부품 중의 하나를 자유 이동이 가능하게 하고 다른 하나는 상대적으로 설정된 이동만 가능하도록 합니다. 조인트의 종류는 사용자가 어떤 종류의 연결 설정도 가능하게 범용으로 사용할 수 있습니다. 사용자는 아래의 조인트를 사용하여 정확한 다물체 시스템의 메커니즘 모델링이 가능합니다.
.

  • Prismatic (3D, 2D)
  • Hinge (3D, 2D)
  • Cylindrical (3D)
  • Screw (3D)
  • Planar (3D)
  • Ball (3D)
  • Slot (3D)
  • Reduced Slot (3D, 2D)
  • Fixed Joint (2D,3D)
  • Distance Joint (2D,3D)
  • Universal Joint (3D)

.


Complete Flexibility in Analyzing Multibodies

변형 상태를 확인하고자 하는 구성 부품들은 유연체로 설정이 가능하고 다른 부품에 대해서는 강체로 설정이 가능합니다. 물론 변형이 인가되는 부품이라도 강체로 설정이 가능합니다. Nonlinear Structural Materials 모듈과 Geomechanics 모듈을 사용하면 Multibody Dynamics모듈에서도 비선형 재료 모델을 사용한 다물체 동역학 해석이 가능합니다. 다른 물리현상에 대한 모델링도 가능한데 적합한 모듈이 있다면 열전달이나 전기적인 현상을 다물체 동역학과 연동하여 해석할 수 있습니다.

과도, 주파수 도메인, 고유진동, 정적 다물체 동역학 해석이 가능합니다. 조인트 설정에는 선형/비틀림 스프링, 댐핑 설정, 외력/모멘트 인가, 시간에 따른 이동에 대해서도 추가 할 수 있습니다. 해석 범위와 결과 도출 기능에는 아래와 같은 기능이 포함되어 있습니다:

  • 두 부품간의 상대 변위/회전과 각각의 속도
  • 조인트에서 반력과 모멘트
  • 국부 및 전역 좌표계 참조 프레임
  • 유연체의 응력과 변형
  • 피로 모듈과 사용하면 임계 유연체의 피로 해석

부품간의 이동은 다른 물리적인 물체의 영향으로 제한 될 경우가 있습니다. 위와 같은 복잡한 시스템을 완전히 설정하기 위해서 조인트의 상대 동작을 제한하고 조건에 따라서 이동을 허용하도록 설정이 가능합니다. 로봇 공학을 예로 들면, 두 팔 간의 상대 이동을 시간의 함수로 미리 정의 할 수 있습니다. 조인트는 또한 스프링 하중과 적합한 감쇠 인자를 사용 할 수 있는 기능이 Multibody Dynamics모듈에 포함되어 있습니다.


Product Features

  • 조인트는 연결된 두 부품간의 상대 움직임을 제한 할 수 있습니다.
  • 조인트를 잠가서 연결된 두 부품간의 상대 움직임을 지정된 값으로 고정 할 수 있습니다.
  • 스프링 조건은 평형 상태나 설정된 변형 상태에서 조인트의 상대 운동에 적용되도록 할 수 있습니다.
  • Lumped mechanical systems를 이용하여 시스템의 구현이 가능하고 질량, 댐퍼, 스프링 등을 추가 할 수 있습니다.
  • 댐퍼 조건은 조인트에서 상대 운동에 대한 손실로 정의 할 수 있습니다.
  • 조인트는 연결된 부품간의 상대 운동을 정의 할 수 있습니다.
  • 조인트의 마찰 손실은 Prismatic, Hinge, Cylindrical, Screw, Planar, Ball 조인트에서 설정이 가능합니다.
  • Cam-Follower 조건
  • 외력과 모멘트는 부품의 attachments 에서 모든 조인트에 사용 가능합니다.
  • 메커니즘은 지정된 회전 중심에서 지정된 속도가 지속되도록 회전과 이동을 초기 상태로 유지 할 수 있습니다.
  • 매개 변수를 사용하는 파트 라이브러리에 Internal 기어, external 기어, 랙이 포함되어 있습니다.


Application Areas

  • 우주항공
  • 자동차공학
  • 엔진 동역학
  • 메카트로닉스
  • 로봇공학
  • 생체역학
  • 의료용 장비
  • 차량 동역학
  • 범용 기계 장치의 동역학 해석




헬리콥터 블레이드 회전을 제어하는 Swashplate 메커니즘해석. 강체와 연체 블레이드 설계 형상을 이용한 과도해석은 블레이드의 변형과 항력과 같은 성능을 평가하는 데 유용한 관점을 제공합니다.

헬리콥터 블레이드 회전을 제어하는 Swashplate 메커니즘해석. 강체와 연체 블레이드 설계 형상을 이용한 과도해석은 블레이드의 변형과 항력과 같은 성능을 평가하는 데 유용한 관점을 제공합니다.


Prismatic, hinge, cylindrical, screw 조인트의 운동 방향

Prismatic, hinge, cylindrical, screw 조인트의 운동 방향


Planar, ball, slot, Reduced slot 조인트의 이동 방향

Planar, ball, slot, Reduced slot 조인트의 이동 방향


수동 변속기의 5단 변속 기어의 기어박스 응력과 외부의 공기 중의 음압 레벨(위쪽, 아래 오른쪽). 아래 왼쪽은 기어 박스 한 점에서 수직 가속도를 주파수 분석한 결과.

수동 변속기의 5단 변속 기어의 기어박스 응력과 외부의 공기 중의 음압 레벨(위쪽, 아래 오른쪽). 아래 왼쪽은 기어 박스 한 점에서 수직 가속도를 주파수 분석한 결과.


Swashplate 메커니즘은 헬리콥터 블레이드의 회전 방향을 제어하는 데 사용합니다. 이 예제는 블레이드의 경사를 조절하는 설정이 포함된 모델을 이용하여 제작한 어플리케이션으로 고유진동 해석과 시간 해석 결과를 동시에 보여 줍니다.

Swashplate 메커니즘은 헬리콥터 블레이드의 회전 방향을 제어하는 데 사용합니다. 이 예제는 블레이드의 경사를 조절하는 설정이 포함된 모델을 이용하여 제작한 어플리케이션으로 고유진동 해석과 시간 해석 결과를 동시에 보여 줍니다.


3기통 엔진 모델로 강체와 연체를 사용하였고 엔진의 파워를 최대화하고 부품의 구조 설계에 사용됩니다.

3기통 엔진 모델로 강체와 연체를 사용하였고 엔진의 파워를 최대화하고 부품의 구조 설계에 사용됩니다.


위쪽 그림은 인덕션 모터 하우징의 응력을 아래 왼쪽은 로터의 자속 밀도를 표시 합니다. 아래 오른쪽 그림은 두개의 베어링에서 로터의 궤도를 표시합니다.

위쪽 그림은 인덕션 모터 하우징의 응력을 아래 왼쪽은 로터의 자속 밀도를 표시 합니다. 아래 오른쪽 그림은 두개의 베어링에서 로터의 궤도를 표시합니다.