機構解析
機構解析 (multibody dynamics analysis) とは、複数の剛体や弾性体が、ジョイントやギヤ等の位置を拘束する構造あるいはばねやダンパーやアクチュエーターなど力を伝達する機構により相互に接続され、機械として運動する様子を、運動方程式の形にモデル化し、その振る舞いを調べる運動力学の手法である。
機構を構成する n個の部品がそれぞれ m の自由度を持ち、また、その n個の部品の k個に拘束条件が適用される場合、DOF = n x m - k 個の座標で機構の状態を表すことができる。この DOF を機構システムの自由度と言う。(例:1本の棒には6自由度があるが、その一端を天井に回転自在なジョイントで拘束すると x,y,z の3自由度が拘束されて棒は振り子の様に振れ回る2自由度と棒の軸周りに回転する1自由度の計3自由度を有する機構システムとなる)
適切に構成された機構システムのある自由度に駆動力を与えれば、機構システムに運動(位置、速度および加速度)を生じさせることができ、一定の機能を実現できる。この運動を解析するためには、以下の手順で機構システムを支配する運動方程式を組み合わせてモデル化し、線形方程式の解法を応用して解く。
1)機構をサブシステムに分け行列式と方程式を作成する
2)サブシステムを機構に構成する(組み立てる)