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非線性多體系統(tǒng)仿真和有限元分析相結(jié)合的曲軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力計(jì)算

馬丁 羅伯特
VKA ，亞琛工業(yè)大學(xué)，德國(guó)
賴?yán)?，菲利普Kley
FEV Motorentechnik有限公司， Aachen ，德國(guó)

摘要
　　　為了節(jié)省時(shí)間和費(fèi)用，在發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展進(jìn)程，需要越來(lái)越多的CAE技術(shù)支持.為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，一方面，計(jì)算要快，另一方面，必須提供可靠的結(jié)果。
　　　越來(lái)越多的力量導(dǎo)致了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)支持越來(lái)越多的仿真任務(wù)的可能性。但是仍然有必要以效率來(lái)評(píng)估不同的CAE工具，并仔細(xì)檢查哪一種模擬目標(biāo)相匹配的是最好的。
　　　往往組合不同模擬技術(shù)才能顯示最佳結(jié)果。一個(gè)很好的例子是非線性多體系統(tǒng)仿真（MSS）與非線性有限元分析（ FEA ）的相結(jié)合。使用非線性有限元分析代表了持續(xù)不斷的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)大量的自由度計(jì)算的減少。全部動(dòng)態(tài)的若干部分，可能會(huì)出現(xiàn)重復(fù)計(jì)算，在考慮所有非線性耦合部件之間的位置和結(jié)構(gòu)變形行為，作為特征向量的有限元分析計(jì)算。
　　　仿真程序的一個(gè)典型的例子就是計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)與發(fā)動(dòng)機(jī)本體之間的相互作用。結(jié)合有限元分析和非線性多體系統(tǒng)仿真可以認(rèn)為在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)變形與發(fā)動(dòng)機(jī)本體陀螺效應(yīng)，一般是曲軸和飛輪的旋轉(zhuǎn)造成的?；瑒?dòng)軸承的高度非線性動(dòng)力學(xué)可考慮使用特定的子程序，即所謂的非線性多體系統(tǒng)仿真求解。