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多體系統(Multibody system)是力學與機械工程領域中的一個重要分支,主要研究由多個物體透過關節或連接件相互連結後,在受力狀態下的動態行為。 多體動力學(Multibody Dynamics)的研究對象,範圍從簡單的滑塊曲柄連桿,到複雜的汽車懸吊系統、機械手臂,甚至是人體的肌肉骨骼系統。現代的多體系統分析高度依賴電腦模擬技術,廣泛應用於工程設計、機器人控制以及電腦圖學中。
航空航天工程(直昇機、起落架、不同重力條件下的機器行為) 生物力学 内燃机、傳動系統、鏈輪、皮帶輪 動態模擬 起重機、傳送系統、造纸厂 軍事應用 N體模擬(粒狀物質、沙、分子) 物理引擎 机器人学 車輛模擬 (车辆动力学、車輛快速成型、穩定性提昇、舒適度最佳化、效率提昇...)
以滑塊曲柄機構來說明多體系統,此機構透過轉動的驅動桿、連接桿和滑塊,將轉動運動轉換為線性運動。驅動桿、連接桿和滑塊都是剛體,滑塊不允許旋轉,有三個轉動接點連接各剛體。每個剛體在空間中有六個自由度,由於運動學的條件,整個系統只有一個自由度。
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万向接头:四個運動學約束條件。 稜柱接點:允許沿著一個軸的相對移動,但不允許轉動,五個運動學約束條件。 旋轉接點:允許沿著一個軸的相對轉動,但不允許移動,五個運動學約束條件。 球接頭:允許沿著一個點的相對轉動,但不允許移動,三個運動學約束條件。 多體系統中還有兩個重要的詞:自由度和約束條件。
離散的柔性多體。柔性體可分成許多剛體,彼此有類似彈簧的彈性連接,這也是此物體的彈性。 模態凝聚法(Modal condensation),透過利用與模態振幅相關的自由度,以有限數量的振動模態來描述物體的彈性。 完全柔性模型(Full flex),考慮系統的所有柔性,將系統離散化為子單元,每個子單元的位移都與彈性材料屬性有關。
计算机(computer)俗称电脑,是20世纪最先进的科学技术发明之一,能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统组成,未安装软件的计算机称为裸机,可划分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,前沿领域包括生物计算机、光子计算机、量子计算机等。
深入分析
1944年霍珀为“哈佛马克一号”编写程序,该计算机由霍华德·艾肯建造于哈佛大学,执行单次乘法运算需耗时6秒。北京玻色量子科技有限公司于2025年11月建成中国首个规模化专用光量子计算机制造工厂,实现光量子计算机工程化生产。
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