产品设计从最初追求视觉真实的动画,到能够分析物理行为的运动仿真,再到融合柔性变形的刚柔耦合、最后到打通机、电、液、控的联合仿真,这四个技术板块构成了一个层层递进、逐步深入的技术谱系。
但在工程实践中,工程师面临的首要问题往往不是“能不能做”,而是“该不该做”和“做到哪一层”。展示动画、运动仿真、刚柔耦合、机电联合这四者构成了从“视觉展示”到“多物理场协同”的完整梯度,但并非所有项目都需要攀至顶峰。合理的选型是在仿真精度、计算成本、研发周期与工程风险之间取得最优平衡,而非盲目追求技术复杂度。

工程师在SolidWorks等三维软件完成装配体建模后,无需任何数据导出或第三方工具介入,即可在同一环境下快速生成动画,可以用来动态展示机构原理或装配流程。
三维软件如SolidWorks等大都内置了Motion模块,能够对装配体添加马达、弹簧、阻尼、接触与引力等物理载荷,求解机构的位移、速度、加速度及铰链受力。对于中等复杂度的机械系统,能够在可接受的时间范围内给出可接受的解。
当系统规模扩大、模型复杂度提升时,MWORKS的多体动力学求解能力便体现出优势。MWORKS.Sysplorer基于Modelica多体库构建求解环境,其求解器对大规模多体系统的求解具有更稳健的收敛性与更高的数值精度。此外,MWORKS支持从SolidWorks通过CAD工具箱直接导入完整装配体,自动计算质量、惯量等物理属性,实现设计数据到仿真模型的无缝流转。

刚柔耦合仿真通常采用有限元柔性体建模,实现有限元技术与多体动力学的有机结合。通过将有限元分析生成的模态中性文件(MNF)导入MWORKS多体动力学环境,即可实现刚性运动与柔性变形的协同计算,使仿真结果更贴近工程实际。

现代机电产品早已不是纯机械的天下。电机驱动、伺服控制、传感器反馈等电气与电子系统深度嵌入机械结构之中,机械与电气之间存在着紧密的耦合关系。仅对机械系统进行仿真,无法全面评估整机性能。
机电联合仿真是MWORKS的原生优势,这得益于其基于Modelica的多领域统一建模架构。与依赖多软件联合仿真的传统方案不同,MWORKS在同一环境下支持机械、电气、液压、控制等多领域的统一建模与仿真。
