RecurDyn多体动力学仿真基础应用与提高

第1章多体动力学及虚拟样机技术1

1.1多体系统动力学研究状况1

1.1.1多刚体系统建模理论2

1.1.2刚柔耦合多体系统动力学的进展4

1.1.3模态柔性体建模原理4

1.1.4有限元柔性体建模原理8

1.2多体系统动力学建模与求解14

1.3虚拟样机技术16

1.4多学科仿真技术17

1.5RecurDyn软件概述18

1.5.1RecurDyn软件简介18

1.5.2RecurDynV8R1基本模块19

1.6RecurDynV8R1的安装启动23

1.6.1RecurDynV8R1的安装23

1.6.2RecurDyn文件系统25

1.7本章小结26

第2章RecurDyn工作界面及基本功能27

2.1RecurDyn仿真的基本步骤27

2.1.1建模和仿真的步骤27

2.1.2多体动力学仿真的基本概念28

2.2启动RecurDyn30

2.2.1启动RecurDyn/Moder30

2.2.2RecurDyn/Moder的工作界面32

2.2.3RecurDyn的工作界面新旧版本的比较33

2.3RecurDyn工具主菜单40

2.3.1File文件菜单40

2.3.2Home本地菜单41

2.3.3SubEntity参数化建模菜单55

2.3.4Analysis分析菜单66

2.3.5Professional专业菜单75

2.3.6Flexible柔性体建模工具菜单78

2.3.7Durability疲劳分析菜单79

2.3.8CoLink控制建模工具菜单79

2.3.9AutoDesign优化设计工具菜单79

2.3.10Communicator通信接口工具菜单80

2.3.11Toolkit行业子系统建模工具菜单80

2.3.12ProcessNet二次开发工具菜单81

2.4RecurDyn的工具栏81

2.4.1RecurDyn的视图控制工具81

2.4.2RecurDyn模型显示模式（RenderingMode）工具82

2.4.3工作平面设定（WorkingPlaneSetting）工具83

2.4.4RecurDyn图层控制命令85

2.4.5RecurDyn其他建模工具86

2.4.6RecurDyn切割显示工具87

2.4.7RecurDyn快速访问命令89

2.4.8RecurDyn右击快捷命令90

2.5本章小结91

第3章RecurDyn的几何建模92

3.1RecurDyn的实体建模93

3.1.1RecurDyn编辑模式93

3.1.2RecurDyn的坐标系统95

3.1.3RecurDyn创建基本几何体96

3.1.4RecurDyn创建复杂几何体100

3.1.5Ground建模105

3.1.6外部几何模型的导入105

3.1.7几何体的复制105

3.2体属性的修改106

3.2.1体几何形状的修改106

3.2.2体特性的修改107

3.2.3体几何位置的修改110

3.3RecurDyn建模实例116

3.3.1机械手实体建模116

3.3.2RecurDyn曲柄摇杆机构建模126

3.3.3RecurDyn几何模型的导入130

3.3.4RecurDyn几何模型零部件的隐藏132

3.4本章小结134

第4章约束及载荷135

4.1RecurDyn中运动副的建模135

4.1.1约束种类及简介136

4.1.2创建约束137

4.1.3添加驱动139

4.1.4定义摩擦141

4.1.5定义运动副需要注意的几个问题148

4.2运动副、驱动及柔性连接创建实例149

4.2.1运动副的添加实例一149

4.2.2运动副的添加实例二154

4.2.3关于约束冗余159

4.3本章小结163

第5章模型施加载荷164

5.1基本概念164

5.1.1创建外力165

5.1.2创建特殊力168

5.1.3柔性连接174

5.2RecurDyn建模常用技巧185

5.2.1导航按钮186

5.2.2图层的使用187

5.2.3常用操作技巧188

5.3添加载荷实例193

5.3.1定义载荷实例一193

5.3.2定义载荷实例二203

5.4本章小结208

第6章仿真分析209

6.1仿真类型209

6.1.1动力学／运动学分析211

6.1.2静力学分析214

6.1.3Eigenvalue特征值分析216

6.1.4PreAnalysis预分析218

6.1.5FrequencyResponseAnalysis频率响应分析219

6.1.6Scenario脚本仿真219

6.1.7仿真控制223

6.2RecurDyn的测量工具223

6.2.1RecurDyn/Request的输出请求223

6.2.2RecurDyn/Scope227

6.2.3RecurDyn/Measure228

6.3本章小结231

第7章结果后处理232

7.1后处理基本用途232

7.2RecurDyn后处理的启动与退出233

7.3RecurDyn后处理界面234

7.3.1快捷命令菜单235

7.3.2File菜单235

7.3.3Home菜单237

7.3.4Tool菜单248

7.3.5RecurDyn后处理数据库261

7.4螺旋推进器仿真及结果后处理267

7.4.1螺旋推进器仿真模型建模267

7.4.2模型的预分析及其结果后处理273

7.4.3动力学／运动学分析及其结果后处理274

7.4.4特征值分析及结果后处理288

7.4.5时域内的特征值分析及结果后处理290

7.4.6脚本分析291

7.5本章小结293

第8章RecurDyn高级建模技术294

8.1RecurDyn的接触建模294

8.1.1RecurDyn的接触类型295

8.1.2RecurDyn的接触算法296

8.1.3RecurDyn的接触建模方法298

8.1.4RecurDyn的接触信息设置304

8.2RecurDyn的子系统建模技术314

8.2.1子系统314

8.2.2子系统建模316

8.2.3子系统之间的建模操作317

8.2.4子系统的导入、导出操作318

8.2.5子系统的编辑操作319

8.3建模实例319

8.3.1接触建模仿真实例1——电泳杆干涉检验仿真319

8.3.2接触建模仿真实例2——锁紧机构运动分析329

8.3.3接触建模仿真实例3——齿轮传动精度对比分析334

8.3.4子系统建模实例——机器人手臂运动仿真342

8.4本章小结354

第9章RecurDyn函数表达式355

9.1函数表达式创建355

9.2函数表达式中变量的使用356

9.3函数表达式的调用357

9.4函数表达式编辑357

9.5RecurDyn函数表达式的种类358

9.5.1基本数学函数（FortranFunctions）359

9.5.2位移函数（DisplacementFunctions）363

9.5.3速度函数（VelocityFunctions）368

9.5.4加速度函数（AccelerationFunctions）369

9.5.5力（力矩）函数（ForceandTorqueFunctions）369

9.5.6特殊力函数（SpecificForceFunctions）370

9.5.7传感器函数（SensorFunctions）372

9.5.8IF函数（ArithmeticIFFunction）373

9.5.9插值函数（InterpolationFunctions）375

9.5.10变量和微分函数（VariablesandDifferentialEquations）377

9.5.11预定义函数（PredefinedFunctions）382

9.5.12时间函数（Time）390

9.5.13应力／应变函数（Stress/StrainFunction）390

9.6函数应用实例392

9.6.1函数应用实例1——挖掘机动力学仿真392

9.6.2函数应用实例2——活塞机构动力学仿真400

9.7本章小结402

第10章模态柔性体建模403

10.1柔性多体系统动力学研究状况403

10.2基于模态柔性体刚柔耦合动力学仿真过程404

10.3RecurDyn模态柔性工作界面介绍405

10.4生成RFI文件405

10.4.1利用Nastran生成RFI文件405

10.4.2利用ANSYS生成RFI文件414

10.4.3编辑模态柔性体RFlexBody427

10.4.4RFlex仿真结果等值云图显示控制431

10.4.5RFlexBody应力振型界面437

10.4.6RFlexBody有限元载荷数据输出439

10.5本章小结448

第11章有限元柔性体449

11.1有限元柔性体FFlex概述449

11.2FFlex支持的单元类型450

11.3FFlex有限元柔性体建模452

11.3.1FFlex有限元柔性体建模环境453

11.3.2FFlex的网格划分工具Mesher477

11.3.3FFlex的MeshInterface487

11.3.4FFlex有限元柔性体接触建模488

11.3.5FFlex有限元柔性体载荷499

11.4FFlex结果后处理501

11.4.1柔性体结果云图显示501

11.4.2FFlex单元数据的输出505

11.5疲劳分析506

11.6本章小结507

第12章刚柔耦合仿真实例508

12.1模态柔性体在刚柔耦合动力学模型中的使用508

12.1.1装载机RFlex柔性体动力学仿真508

12.1.2焊接机器人RFlex柔性体动力学仿真520

12.2有限元柔性体在刚柔耦合动力学模型中的使用528

12.2.1阀门凸轮机构的FFlex柔性体动力学仿真528

12.2.2行星轮FFlex柔性体动力学仿真535

12.3RecurDyn中两种柔性体仿真实例541

12.3.1发动机曲柄连杆机构柔性体动力学仿真542

12.3.2摩擦提升机柔性体动力学仿真554

12.4本章小结564

本书以最新版的RecurDyn V8R1为平台，系统介绍RecurDyn的各项基本功能和机械工程开发的专业模块。通过本书的学习，读者不仅能够掌握RecurDyn的基本操作，还能够掌握利用虚拟样机技术解决相关工程领域实际问题的思路，以及建模方法，培养应用多体动力学理论解决实际问题的能力。 全书分为12章，重点介绍RecurDyn的工作界面、仿真类型、接触建模、设计函数、刚柔耦合动力学系统建模的使用方法，并对相关仿真参数设置的含义，以及方法进行深入详细地介绍。通过针对各内容精心设计的典型案例学习，读者能轻松掌握RecurDyn的建模仿真方法，本书提供全部教学案例下载。