一个案例对比：刚体动力学、瞬态动力学、静力学 - 区别与联系
问题来源
从事结构仿真十几年，这几年在线上教仿真，颇有名气。即便如此，我也经常遇到意料之外的事情。
本文对比刚体动力学、瞬态动力学及静力学分析对同个模型的区别和联系。本文话题来自笔者最新力作《机器人结构仿真解决方案》。
仿真案例实战
我有这样一个需求：通过刚体动力学分析获取机器狗的关节载荷，然后提供给静力学分析模块。在研究过程中，我反复对比结果，发现结果不符合我的预料。
起初百思不得其解，经过一晚的研究，重新有了心得。本文通过一个简单案例，尝试提供答案，
在刚体动力学模块，给转动副施加转速100rad/s。
转动副的反力和反力矩如下：
结果可以解释：
1）匀速转动会产生恒定的离心力，所以反力恒为30.183N；
2）无阻尼匀速转动不需要力矩，所以反力矩恒为0；
在瞬态动力学模块(划分网格)进行如上分析，转动副的反力和反力矩如下：
在最后时刻，瞬态动力学与刚体动力学在反力结果上基本一致。反力矩差距较大。
结果可以解释：0时刻突加100rad/s是一个冲击载荷，引起反力和反力矩不稳定，瞬态响应随着阻尼逐渐消除，过渡到稳态响应。其实这种转速施加方式也是不合理的，因为速度是逐渐增加的。
在静力学模块(划分网格)进行如上分析，转动副的反力和反力矩如下：
注意：静力学不能施加转动副转速，必须改用惯性-旋转速度。
核心总结
在刚体动力学和静力学中，突加载荷或变化载荷不会引起瞬态响应，只能得到稳态响应。在瞬态动力学中，突加载荷会引起瞬态分析，经过一段时间后(阻尼作用)，逐渐过渡到稳态响应。
所以有如下现象：一样的设置，刚体动力学和瞬态动力学的分析结果不一样，尤其当瞬态动力学结果还处于瞬态响应中。
这个知识点的价值在于：
1）当你需要提取机器人关节载荷提供给静力学，你应该使用刚体动力学。因为他们的结果都对应稳态结果；
2）当你需要使用瞬态动力学分析机构的力学问题，一定要注意载荷的施加方式，尽量不要施加突发载荷，导致响应不稳定。
