在ANSYS Workbench中，Rigid Dynamics（刚体动力学分析，基于刚体动力学求解器的瞬态结构分析）主要用于模拟机械系统中多个刚性部件的运动行为，而不考虑弹性变形，刚体间的连接方式主要有运动副（joints，关节，这里沿用机械原理的术语更贴切）和弹簧（springs）。可以帮助研究多刚体系统在各种力和运动条件下的动态响应，常用于机械装置、汽车、机器人等系统的运动分析。在刚性零件上不会产生应力和应变结果，只有力、力矩、位移、速度和加速度。1、问题描述
曲柄滑块机构是一种常见的机械装置，它通过旋转运动（曲柄）转换为直线运动（滑块），广泛应用于内燃机、压缩机和一些机械传动装置中。一曲柄滑块机构，所有构件材质均为钢，密度7850kg/m³，弹性模量200GPa，曲柄长度100mm，连杆长度300mm，曲柄转速为3.1416rad/s（π ），分析滑块的运动状态。2、前处理
1）新建分析系统及几何建模
新建刚体动力学分析系统，采用上述材料，虽然刚体不考虑弹性变形，但需要密度等质量相关参数，因为质量影响其运动行为。![]()
通过SpaceClaim创建或外部导入曲柄滑块模型。![]()
2）网格划分
![]()
3）添加接触（Contact）和运动副（Joints）
如果刚体之间有相互接触，需要定义接触对，接触部分详见接触-Frictional、接触-Bonded等。这里仅采用运动副，包括曲柄-地面的转动副、曲柄-连杆转动副、连杆-滑块转动副以及滑块-地面移动副。曲柄-地面的转动副添加转动速度为3.1416rad/s的载荷。![]()
这里注意滑块的主轴方向，即参考坐标系X轴方向与机构实际运动方向一致。
![]()
整个分析设置1个分析步，分析时间3s，其他保持默认设置。
![]()
配置设置完成后，单击求解（F5）运行刚体动力学分析，将基于上述转动载荷计算结构运动状态。通过运动学分析可以获得系统的运动轨迹。分析完成后，可查看滑块的位移、速度和加速度等结果，还可查看各个部件之间的反作用力、接触力等。![]()
滑块的位移-时间曲线
![]()
滑块的速度-时间曲线
![]()
滑块的加速度-时间曲线
