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多体动力学初级培训简记
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2011年我在公司里做讲师，负责新员工的多体动力学初级培训。这个课程一共培训了五期，每期分六次课完成。每次课又分成两个单元，每个单元包括半个小时的讲解和一个小时的动手实践。最后一次课程是考试，自己建模、仿真和分析，补充完整一份动力学仿真报告。每期培训安排二十到三十个新员工参加，共有一百多人次参加了这项培训。
那时我正想帮助更多的工程师去了解和用好动力学，所以我感受到这是一个机遇。在公司的第一年里，我被问到最多的问题是，模态是什么？在风力发电机的设计、控制和测试中都经常遇到这个问题。所以，我就准备介绍风力发电机的模态分析。准备好了这部分内容，我又去请教同事们，还有哪些感兴趣的问题，我可以帮忙的。
后来完整的课程内容包括了：在讲解环节介绍多体动力学的基本概念和思路；在操作环节从基本操作和简单模型（钟摆、弹簧振子、四连杆、齿轮传动等）到建立一个风轮-塔筒子系统的模型（叶片和塔筒为柔性体，轮毂和机舱简化为刚性体），学员在风轮塔筒子系统上就可以观察常见的整机模态；最后是介绍国际标准里对风机动力学认证的要求。我把内容整理成了中英双语的课件。每页的左边是中文，右边是英语。其实很简单，都是关键的动力学概念。当时，我不确定这样做是否恰当，或者是否会尴尬。实际反馈证明，这是非常可行的，因为大部分参加培训的新员工都是刚毕业的硕士。英文概念便于操作软件和学习软件自带的帮助文档，因为我们用的动力学软件都是英文的，而中文概念则更容易学习理解和在工作中交流。
课程分六次完成。通常是选择下午讲课，下午有三个小时可以整块地都用来培训。我的安排是，每讲解半个小时，操作实践一个小时，一个下午可以讲完两个单元。我担心讲的速度太快了，效果会不好，但是学员的反馈还是很鼓舞我的。有的学员在评价表上还写道，讲解很细腻，我看到就笑了。记得我在讲解刚体和柔性体的区别时，我看到有些人若有所悟，那是一种美妙的反馈。在练习的时候，我会给他们做一遍演示。如果再遇到问题，就单独帮助解决。
课程考试是让学员熟悉如何写一份比较规范的动力学仿真报告，如何表达建模过程和展示分析结果。只有三道题目，钟摆、弹簧质量振子和塔筒-机舱模型，考察了基本建模、FFT分析、共振响应、塔筒模态、机舱质量的影响等讲过的基本内容。最后是一道开放性题目，通常就是我们正在做的几个专项研究，学员可以从中选择一个感兴趣的题目论述如何开展动力学仿真。这对他们是对课程内容的再总结和思考，而他们的想法对我们也是一种启发。
这个课程共培训了五期，每次课上都有二十多个员工参加，总共有一百多个员工参加了培训。还有些老同事抽空过来旁听。上完课，很多人回去继续做结构设计了。他们见到我，会开玩笑说，“老师，又把学得东西还给你了。”我想，他们可能会忘记那些琐碎的操作，但是亲手体验的那些动力学现象却可能不那么容易忘记。当然，还有少数同事很幸运，在继续做风机的动力学仿真。我相信今天的他们会比我们曾经做的更好。
我总是在每期培训的第一次课时和学员说，我不能教你们什么，我只能帮助你们。我对你们的期望是，熟悉动力学仿真的概念和思路，在动手实践中体会动力学现象和问题，而对待动力学软件就像对待手中的计算器那样，当作一个轻巧方便的工具。我们自己组里的几个同事，后来都很容易上手理论建模和编程计算。这也说明了，即使看似困难的理论建模和编程计算，在熟悉动力学的思路后，也变得简单了。
在培训中推荐了几本入门的书籍：
洪嘉振老师的《计算多体系统动力学》
刘习军和贾启芬老师的《工程振动理论与测试技术》
曾攀老师的《有限元分析及应用》
这几本书籍内容详实，条理清晰，可以当作案头的参考手册。在等待仿真结果的时候，不妨忙中偷闲地翻看上几页，时间长了自然就会有长进。如果读的内容正好契合正在思考的问题，则收获更多。这些书籍对于更清晰地认识动力学软件，以及开展理论建模和编程计算都是大有益处的。
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