MAMBA
MAMBA 概览
在复杂机械和机电一体化系统的开发阶段，可靠的动态模拟结果至关重要。要对车身、卡车车架或电子设备的螺栓外壳等连接结构进行有意义的疲劳评估通常需要考虑所产生的接触应力。
然而这些基础的非线性接触问题可能会大大增加仿真计算的工作量。因此精确而快速的数值模型就变得十分的重要。
MAMBA 是一款为此类分析量身定制的软件解决方案。为了达到可行的仿真速度，对于表面接触的分析将分两步进行。第一步是识别接触的界面和根据各个连接结构的有限元模型创建简化的模型。第二步是在简化模型的基础上进行接触的模拟。
CAE 工程师可以通过MAMBA对连接结构进行动态分析，评估部件的振动状态或改进疲劳性能。下一张图片阐述了乘用车电池支架的疲劳评估结果的案例。
连接结构的结构动力学
使用MAMBA对连接结构进行动态模拟的过程包括两个主要步骤。
第一个步骤是提供自动的表面接触的检测和一个非线性模型的降阶方法，这种方法是基于MAMBA的扩展降阶来实现的。零部件的降阶模型的实际计算将由商业有限元求解器来执行。
第二个步骤是通过MAMBA计算接触应力来对表面接触进行模拟。所得到的非线性模型的准静态或动态分析将由商业多体动力学求解器或MAMBA自带的求解器来执行。
触点接口检测
MAMBA的模型降阶是一种模态方法，利用扩展的降阶方法来获得所发生的接触应力。这一功能可通过前处理模块实现，该模块可与商用有限元求解器进行交互并具有以下优点。
- 接触表面的自动检测，
- 带接触的降阶模型，
- 螺栓连接的预紧力
The total deformation is described as superposition of selected trial vectors.
Exemplary constraint modes accorting to Craig and Bampton.
Exemplary normal modes according to Craig and Bampton.
Exemplary contact modes computed during the MAMBA preprocessing step.
MAMBA接触模拟依赖于相连接的结构的简化模型。该模型可以作为多体动力学模型的一部分进行分析，或作为自由体并施加界面载荷进行分析。第一种分析设置称为 "多体动力学解决方案"，第二种分析设置称为 "独立的解决方案"。
下图展示了基于车身结构动态接触模拟的两种分析设置。
Contact stress component in normal direction within normal contact interfaces.
Additional shear stresses within frictional contact interfaces.
Hysteresis curve obtained from a pretensioned contact interface.
接触模型
首先是接触界面，在这种界面中表面法线方向的接触应力占主导地位。如在点焊结构的许多区域就是这种情况。在 MAMBA 中这些接触界面被称为 "法向接触"。
其次是由于摩擦而产生剪应力的接触界面。例如外部载荷会导致接触界面内切向相对运动的区域。在 MAMBA 中这些接触界面被称为 "摩擦接触"，也包括 "法相接触"。
第三是由于结构预紧力等原因而产生高接触压力值的接触界面。这种情况适用于完全拧紧的螺栓连接。在 MAMBA 中这些接触界面被称为 "预紧接触"，也包括 "摩擦接触"。
软件包
多体解决方案
连接结构作为多体动力学模型的一部分进行分析。
这是首选方案如果接合结构内的接触应力会影响多体系统的整体状态。
- 无缝集成到带柔性体的多体动力学模型中
- 捕捉柔性体内部的接触
独立的解决方案
连接结构作为多体动力学模型的一部分进行分析。
如果接触表面的载荷是独立于接触应力并且可以预先获得的话，则这是最佳选择
- 向导可快速设置仿真模型
- 定制求解器可缩短接触分析的时间
- 工况的并行仿真