Multibody simulations as a product development tool: introduction to ADAMS and two analyses

Abstract

Multibody system is a system consisting of multiple parts and components attached together with joints and connectors. ultibody simulation is a field of applied mechanics researching multibody systems and their dynamics. In this thesis multibody systems' dynamic theory, methods and history are presented along with virtual prototyping process and usage applications. Additionally, two different real life problems are analyzed and solved with MSC ADAMS software. The problems have been obtained from Thermo Fisher Scientific's research and development team. The goal of this problem solving is to demonstrate the capabilities of the software and how using it eases and speeds up product development. In the first problem, a gas spring is designed to lighten the opening of the main cover of an analyzer. In the second problem, a model is constructed to investigate the vibrations of a dispensing needle and the root causes behind the phenomenon inspected.

Monikappalejärjestelmä on systeemi joka koostuu useasta osasta tai komponentista ja jotka on liitetty toisiinsa nivelin. Monikappalesimulointi on sovelletun mekaniikan ala joka tutkii monikappalejärjestelmiä ja niiden dynamiikkaa. Tässä työssä monikappalejärjestelmien dynamiikan teoriaa, menetelmiä ja historiaa esitellään kuten myös virtuaalinen suunnitteluprosessi sekä simuloinnin käyttötarkoituksia. Tämän lisäksi MSC ADAMS -ohjelmalla simuloimalla tutkitaan ja analysoidaan kaksi erilaista tosielämän ongelmaa jotka on poimittu Thermo Fisher Scientificin tuotekehityksestä. Ongelmanratkaisun tarkoitus on esitellä simulointiohjelmiston kykyjä ja että miten ohjelmiston käyttö helpottaa ja nopeuttaa tuotekehitystä. Ensimmäisessä ongelmassa suunnitellaan ja mitoitetaan kaasujousi analysaattorin pääkannen avaamisen keventämiseksi. Toisessa ongelmassa mallinnetaan analysaattorin annosteluneulan värähtelyitä sekä niiden syntyyn vaikuttavia syitä.