一种多柔体系统动力学建模方法

应用转动规范理论建立惯性系与非惯性系之间速度和加速度转换关系式。以此为基础导出多柔体系统的速度和加速度表达式 ,根据速度变分原理建立动力学方程。用本文方法 ,降低了计算机存储 ,最后给出一个数值算例。     

多柔体系统动力学中的间隙接触内碰撞

工程实际中的活动铰连接均存在微小间隙和接触变形,利用接触变形建模方法能求出铰中的接触碰撞力.本文全面总结了地面和航天机构中现有的含间隙铰接触变形模型、数值积分方法、铰参数辨识以及系统动态特性实验方法,指出了当前含间隙多柔体系统动力学研究中存在的问题及今后的研究方向.     

柔性多体系统动力学的递推建模与算法

基于将２种变量的耦合运算降低到最少的数学模型的建立,是解决柔性多体系统动力学数值病态的关键。提出一种柔性多体系动力学的单向递推建模方法。在此基础上提出了一种新的违约校正方法,在数值计算上给予保证,最后,通过对一个闭环柔性多体系统的动力学与控制仿真计算的实现,表明上述方法的可行性。     

多柔体系统动力学建模理论及其应用

以往对机械系统进行动力学分析 ,要么将其抽象为集中质量—弹簧—阻尼系统 ,要么将其中的每个物体都看作是不变形的刚性体 ,但如果系统中有一些物体必须计及其变形 ,就必须对机械系统建立多柔体模型。本文阐述了柔性体建模理论 ,并用汽车前悬架多柔体模型进行举例说明。结果表明多柔体模型的仿真结果较多刚体动力学模型的仿真结果更接近道路试验数据结果 ,充分验证了多柔体建模的必要性和有效性。     

含间隙的变拓扑多体系统动力学建模分析

分析了含间隙多体系统的变拓扑结构特性,引入了基本约束变结构约束概念。在动力学建模中将系统拓扑结构的变化表示为含间隙处约束关系的变化,即变结构约束的增加与删除,给出了拓扑结构切换点的识别方程,建立了含间隙多体系统动力学的广义模型,对典型含间隙系统进行了仿真研究,验证了本理论模型的正确性。     

冗余驱动多体系统动力学分析

本文以低序体阵列描述系统拓扑结构，选择体间相对位移导数和相对角速度分量作为广义速率。通过引入接点力约束，并应用Ｋａｎｅ－Ｈｕｓｔｏｎ方法，建立了具有冗余驱动多体系统力学方程，提出了冗余驱动下系统动力学的解算方法，以双臂刚性夹持刚体系统为例，进行了算例分析。     

修正的Craig-Bampton方法在多体系统动力学建模中的应用

针对空间实验室、柔性机械臂等柔性多体系统，借助结构动力学中的Craig-Bampton模态综合方法，对其进行修改并用于描述弹性变形，将模态综合方法和多体系统建模常用的混合坐标法相结合，以适合刚体运动与弹性运动的耦合，更好地反映了系统的动力学特性。结合ADAMS、ANSYS软件，可充分利用该方法对柔性多体系统进行计算机仿真分析，进而进行优化设计等。     

三维大变形梁系统的动力学建模与仿真*

对三维大变形柔性梁系统的动力学建模和仿真进行了研究。采用绝对节点坐标法描述柔性体的大变形和大位移运动,并由此建立三维大变形柔性梁系统的动力学模型。在此动力学模型基础上,编制动力学仿真软件,实现了对三维大变形柔性梁系统的动力学仿真。给出了两个动力学仿真算例。第一个对柔性单摆自由下落进行了动力学仿真,并与现有文献结果相比较,验证了模型的正确性。第二个对空间柔性双摆的自由下落过程进行了动力学仿真,并将模型计算的结果与使用ADAMS软件计算的结果进行比较。研究结果表明,ADAMS在计算大变形物体动力学时具有局限性,而所得的模型能够有效地对三维大变形柔性梁系统的动力学进行仿真解决这类动力学问题。     

机械工程中的多体系统动力学问题

介绍多体系统动力学在先进制造技术中的重要地位和作用。建议抓住机遇,迎接挑战,采取有力措施,推动我国多体系统动力学的应用与发展,使之有效地支撑我国的先进制造技术,提升我国机械和机电产品的国际竞争力。     

基于多体系统理论的数控机床误差建模

基于多体系统运动学理论的基本原理并结合一台专用数控机床，阐述了多体系统的拓扑结构，低序体阵列，以及特征矩阵的构建方法。分析了多体系统有误差运动的基本规律，研究了根据特征矩阵得到综合误差的算法。     

分析梁大变形问题的一种新算法

梁发生大变形时,在变形前的平衡位置建立平衡方程必然引起很大误差,因此除了考虑位移与变形之间的非线性关系外,几何非线性问题还需要考虑大变形所引起的平衡方程的变化。文中提出了一种在变形后的平衡位置分析几何非线性梁的新算法,建立梁发生大变形一阶微分控制方程的矩阵形式,结合迭代修正齐次扩容精细积分法和迭代优化算法进行求解。由于考虑大变形（挠度和转角）对平衡方程的影响,文中方法的模型较为精确,采用精细积分法可以实现高精度求解。以悬臂梁为例,验证方法的正确性和精确性。其方法求解简单,对于不同的边界条件,只需修改优化目标函数。     

基于新型梁单元模型的薄壁弯梁耐撞性优化

以矩形截面Z型薄壁弯梁为例,引入新型梁单元参数化模型建模方法,通过对薄壁梁进行碰撞分析提取了塑性铰的弯曲刚度特性曲线,将参数化后的弯曲刚度特性曲线赋予梁单元简化模型,实现了梁单元模型对壳单元模型的等效替代。在此基础上,应用均匀拉丁方试验设计方法,选取一定数量的参数样本点,建立了设计变量与弯曲刚度曲线参数之间的响应面近似模型,并采用连续二次规划的优化算法对梁单元模型进行了耐撞性优化。结果表明,采用新型梁单元简化模型代替详细的壳单元模型进行优化分析是可行的。     

含有柔性齿轮节点的多体系统动态模型

研究发展了通过将具有非线性柔性节点的多体系统离散为有限单元进行建模的方法。将连续元件的节点描述为特殊的节点单元，而非传统的非线性约束方程，节点单元可以方便地考察节点本身的柔性和元件之间复杂的时变接触。描述了非线性柔性铰接节点和齿轮节点单元的定义；建立了柔性多体系统的动力学模型，以实例展示了该方法的应用和分析精度。     

叠片式吊钩的曲梁计算探讨

铸造起重机用叠片式吊钩的外形通常由几个危险截面的强度计算确定,但危险截面附近的过渡形状的确定也有一定的参考作用,文中基于曲梁理论分析钩口危险截面附近截面许用应力计算,使板钩形状设计更准确、合理。     

大型空间柔性梁的有限元动力学建模方法研究

在精确描述柔性梁变形的基础上,针对具有大范围运动的大型空间柔性结构的动力学建模方法进行了研究。首先利用有限元方法对空间柔性梁结构进行离散,导出其动能、势能及广义力,然后采用Lagrange方程建立系统的精确动力学方程。该方程包含各个方向的变形、变形运动与大范围运动的相互耦合项。     

变载荷作用下柔性关节板弹簧的大变形分析与强度计算

提出一种由气缸驱动的柔性机械手关节,关节采用板弹簧作为骨架。板弹簧的变形等效于自由端受特殊变载荷作用的弹性悬臂梁的大变形,其特殊变载荷是一个方向和大小都随气缸压力而变化的载荷。建立了悬臂梁静态变形的微分方程,采用简单的微分计算方法得出不同气缸压力下板弹簧任意位置的变形倾角、变形位移及应力的数值解。绘制其变形曲线和应力曲线,分析板弹簧的变形和应力分布情况,并校核了板弹簧最大应力处的强度。     

计及非线性变形的空间自由旋转梁有限元模型

根据柔性梁的几何非线性变形理论,针对大范围运动的空间柔性梁,在考虑了弯曲和扭转的非线性因素对3个变形方向的影响的基础上,利用有限元方法进行离散,得到了较为精确的变形模式。利用Lagrange方程建立了非线性变形模式下的动力学方程,该方程包含了较为完全的刚度矩阵和各种耦合项。对一带有扭转弹簧的中心体-空间柔性梁结构进行仿真计算,说明变形耦合在横向变形中的作用不可忽视。     

一种改进的齿轮多体系统动力学模型

运用多体动力学理论建立了齿轮多体系统模型,该模型由可沿圆周转动的轮齿、弹性单元和齿轮本体组成,轮齿和齿轮本体虽然仍是刚体,但它们以转动弹簧-阻尼器相连接。采用了迟滞接触力模型分析轮齿间的啮合,为了验证该模型,分别以该模型、有限元模型和其他文献的模型研究单对渐开线直齿圆柱齿轮的啮合过程,对比分析表明:该模型的计算结果更接近于有限元方法,非常适用于齿轮系统的多体动力学分析。     

基于Huston多体系统理论的转台定位误差建模分析

首先概括介绍了Huston多体系统理论,然后利用此理论建立了转台方位和俯仰定位误差模型,最后利用建立的误差模型分析了各项误差对转台定位误差的影响。此模型计算转台定位误差比逐步投影法和坐标变换法更加规范和易于计算机编程计算,为通过计算机对转台定位误差进行补偿提供了可操作的具体方法。