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MBS
詞語
從20世紀60年代中期開始，多體系統(Multibody System，簡稱MBS動力學，在經典力學基礎
上已經發展成為新的力學分支。機械系統的動力學模擬通常可以被用來研究系統各個剛體的位移、速度、
加速度與其所受力或者力矩的關係。而多體動力學模擬則將機械系統建成由一系列的剛體和柔性體，通
過鉸接建立它們相互之問的約束關係而形成完整的動力學系統，其中鉸接主要是約束各個剛體之間的相
對運動關係。
多體系統研究內容可以分為兩類問題：第一類問題，可以表示為分析機械系統在力的作用下如何運
動，也稱其為正動力學(Forward Dynamics;另一類問題，即機械系統運動所需特定的力是已知的，主
這是因為這些領域需要對系統的運動狀態進行精確的控制。在進行多體系統模擬分析時，既需要對多體
系統理論有一定深度的理解，又需要對複雜機械系統的實際模擬工具和方法進行詳細了解。
動力學作為力學的重要組成部分，著重解決機械系統在力的作用下實體的運動問題。正如前
面闡述的那樣，動力學也可以分為兩種不同的研究內容：一類為運動學(Kinematics，即由力引起運動
的學科；另一類為動力學(Kinetics，即研究導致系統運動的力的作用狀況，將在第2章中詳細討論。
傳統上，動力學的發展應首先歸功於伽利略(Galileo} 1564-1642)0伽利略研究如何將科學方法引
入到解決實際物理問題的領域中，如球的白由落體運動和單擺運動等問題。在那個時代由於他對傳統理
論抱有懷疑的態度而使得他所建立的理論一直沒有得到公開承認。比如亞里斯士多德(Aristotle，公元前
384-322的哲學信仰就是那個時期的主流學術思想之一，他認為重球比輕球落得快。後來實驗證明了
表達式，並且以三大定律奠定了動力學在力學領域研究的重要地位。由於大量運動方程的建立方法都與
牛頓的三大定律相關，因此牛頓基本定律成了多體系統的核心部分。當形成運動方程時，迫切需要獲得
建立運動方程的有效方式，牛頓第二定律可表示成
F=ma(1.1)
其中矢量F是作用在質點上的合力，m表示質量，a是加速度矢量。牛頓第二定律是多體動力學系
統的分析基礎。
實際上一般的機械系統主要屬於完整約束系統，對於完整的約束系統的運動主要有三種基本方法可