構造解析 — マルチボディ
マルチボディダイナミクス(MBD)は、リンク・ジョイントで結ばれた複数剛体の大変位運動を解く分野です。FEMが「変形」を見るのに対し、MBDは「動き」を見る道具で、機構の軌道・速度・加速度・拘束反力を時刻歴で追います。得られた慣性力・関節反力をFEMの荷重条件として渡す、という連携が構造設計での典型的な使われ方です。
収録記事は3本。「剛体動力学」は運動方程式の定式化(オイラーパラメータによる回転表現)、「ジョイント拘束と運動学」は拘束条件式とDAE(微分代数方程式)の数値解法・拘束安定化、「MBDにおける接触力学」はペナルティ法による接触力モデル(剛性・減衰係数の物理的決め方)と摩擦の扱いを解説します。ゲームや機構シミュレータの物理エンジンと同じ理論体系である点も含め、基礎から実装感覚まで通しで掴めます。