멀티바디 시뮬레이션

Multibody simulation

멀티바디 시뮬레이션(MBS)은 멀티바디 시스템이 다양한 강체나 탄성체로 구성되는 수치 시뮬레이션 방식이다.차체 사이의 연결부는 키네마틱 제약 조건(예: 조인트) 또는 힘 요소(예: 스프링 댐퍼)로 모델링할 수 있다.일방적 제약과 쿨롱 마찰은 또한 신체 사이의 마찰 접점을 모형화하는 데 사용될 수 있다.[1]멀티바디 시뮬레이션은 모션 분석을 수행하는 데 유용한 도구다.제품 개발 중에 편안함, 안전성 및 성능의 특성을 평가하기 위해 자주 사용된다.[2]예를 들어, 멀티바디 시뮬레이션은 1990년대부터 자동차 서스펜션 설계의 구성요소로 널리 사용되어 왔다.[3]그것은 또한 스포츠 의학, 골병증, 인간과 기계의 상호작용을 포함한 응용 프로그램과 함께 생체역학의 문제를 연구하는데 사용될 수 있다.[4][5][6]

모든 멀티바디 시뮬레이션 소프트웨어 프로그램의 핵심은 해결사다.해결사는 움직임의 방정식을 푸는 연산 알고리즘 집합이다.전자 제어 시스템에서 소음, 진동 및 가혹성에 이르는 멀티바디 시뮬레이션을 통해 연구할 수 있는 구성 요소의 유형.[7]엔진과 같은 복잡한 모델은 피스톤/크랭크축과 같이 개별적으로 설계된 구성 요소로 구성된다.[8]

MBS 과정은 종종 5가지 주요 활동으로 나눌 수 있다.MBS 프로세스 체인의 첫 번째 활동은 제품 개발자, 설계자 및 엔지니어가 CAD 시스템을 사용하여 주어진 규격과 관련된 CAD 모델과 조립 구조를 생성하는 '3D CAD 마스터 모델'이다.이 3D CAD 마스터 모델은 MBS 입력 데이터 형식(예: STEP)으로 "데이터 전송" 활동 중에 변환된다."MBS 모델링"은 프로세스 체인에서 가장 복잡한 활동이다.규칙과 경험에 따라 MBS 형식의 3D 모델, 다중 경계, 운동학, 힘, 순간 또는 자유도가 MBS 모델을 생성하기 위한 입력으로 사용된다.엔지니어는 MBS 소프트웨어와 엔지니어링 역학과 기계 역학 분야의 지식과 기술을 사용하여 조인트와 링크를 포함한 MBS 모델을 구축해야 한다.생성된 MBS 모델은 다음 활동 "시뮬레이션" 중에 사용된다.시뮬레이션은 시간 증가와 시작 조건과 같은 경계에 의해 MBS 소프트웨어에 의해 실행된다.MSC 아담스 또는 리커딘.FreeCAD 등 CAD 패키지를 프리포스트 프로세서로 MBDyn 등 자유·오픈 소스 패키지를 활용한 MBS 시뮬레이션도 가능해 CAD 모델을 준비하고 결과를 시각화할 수 있다.마지막 활동은 "분석과 평가"이다.엔지니어는 이동 경로, 속도, 가속도, 힘 또는 순간을 분석하고 평가하기 위해 사례에 의존하는 지침을 사용한다.결과가 불충분할 경우, 이 결과는 릴리즈를 활성화하거나 MBS 모델을 개선하기 위해 사용된다.MBS 프로세스 체인의 가장 중요한 이점 중 하나는 3D CAD 마스터 모델 구성요소를 최적화하기 위한 결과의 사용성이다.프로세스 체인이 구성요소 설계의 최적화를 가능하게 하기 때문에, 결과 루프는 반복 프로세스에서 높은 수준의 설계 및 MBS 모델 최적화를 달성하는 데 사용될 수 있다.[9]

참고 항목

  • MSC 애덤스

참조

  1. ^ Schindler, Thorsten. "Multi-Body Simulation". Courses: Technische Universität München. Technische Universität München. Retrieved 20 August 2013.
  2. ^ Larsson, Tobias. "Multibody Dynamic Simulation in Product Development" (PDF). Division of Computer Aided Design Department of Mechanical Engineering Luleå University of Technology. Luleå University of Technology. Retrieved 29 August 2013.
  3. ^ Blundell, Mike and Damian Harty (2004). The Multibody Systems Approach to Vehicle Dynamics. Oxford, MA: Elsevier Butterworth-Heinemann. ISBN 0750651121.
  4. ^ Al Nazar, R.; T. Rantalainen; A. Heinonen; H. Sievänend; A. Mikkola (2008). "Flexible multibody simulation approach in the analysis of tibial strain during walking" (PDF). Journal of Biomechanics. 41 (5): 1036–1043. doi:10.1016/j.jbiomech.2007.12.002. hdl:10536/DRO/DU:30036187. PMID 18191865.
  5. ^ O’Riordain, K.; P.M. Thomas; J.P. Phillips; M.D. Gilchrist (August 2003). "Reconstruction of real world head injury accidents resulting from falls using multibody dynamics". Clinical Biomechanics. 18 (7): 590–600. doi:10.1016/S0268-0033(03)00111-6. hdl:10197/5951. PMID 12880706.
  6. ^ "Industrial Sectors: Biomechanics". SIMPACK. SIMPACK AG. Retrieved 27 August 2013.
  7. ^ "Definition of MultiBody Dynamics Simulation". Function Bay: RecurDyn. Retrieved 20 August 2013.
  8. ^ "SimMechanics Introduction". MathWorks. Retrieved 20 August 2013.
  9. ^ Faath, A. Anderl, R.공학에서의 CAx 교육을 위한 3D CAD 모델의 학제간 및 일관성 있는 사용.ASME 2016 국제기계공학회의 및 박람회(pp.V005T06A031-V005T06A031).미국기계학회2016년 11월