动力刚化系统动力学建模方法的研究

具有大范围、高速运动的柔性体，即使在小变形范围内，运动和变形的耦合将产生动力刚化现象，本文提出一种研究动力刚化系统新的方法，建立了求解动力刚化系统逆问题的数学模型，拓宽了动力刚化问题的研究范围，该项研究对以柔性体为代表的航天器中的构件、机器人和高速机构等机械诉设计、动力学仿真和减振控制，具有重要意义。     

一般柔性体连续系统的动力学建模方法

基于Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理,建立了考虑刚弹耦合作用的一般柔性体连续系统的动力学模型,并针对在水平面内作大范围回转运动的柔性梁,在Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｉ梁模型的假设前提下,根据轴向不可伸长的柔性梁的几何约束条件,采用假设模态法,推导出柔性梁有限维离散化动力学方程。研究表明,作大范围回转运动的柔性梁,由于运动和变形的耦合将产生动力刚化现象。文中最后给出了仿真算例,验证了该方法的有效性。     

多体系统动力学方法的对比

针对一个简单的刚弹耦合多体动力学系统，分别求出其运动的解析解、凯恩法解和多体系统传递矩阵法解，并对它们的结果进行了对比。     

弹性旋转梁的动力刚化效应

以考虑离心力刚化效应的弹性臂动力学模型为基础,分析了动力刚化的机理,重点讨论了转速对频率,振幅的影响,并对其动力刚化进行了数值仿真。     

基于小变形的柔性多体系统动力学建模方法研究

引入非线性变形场描述,建立了基于小变形的柔多体系统动力学模型,解决了传统动力学建模方法存在的对变形广义坐标过早线性化的缺陷。对旋转梁式构件进行了动力学仿真,仿真结果表明传统方法不适合用于高速旋转的柔性体动力学建模,本文提出的动力学模方法为解决实际工程中各种复杂结构动力学分析提供了有力工具。     

在非惯性系中研究动力刚化问题

正确认识动力刚化问题,对深入研究航天器动力学和合理建立柔体动力学的数值计算模型意义重大.应用非惯性坐标系中的力学问题的理论来研究动力刚化问题,给出两类研究动力刚化问题的计算模型,明确了动力刚化问题的物理意义,探索了正确处理零次建模的途径.这样处理动力刚化问题,表现出与其他学者的研究有实质性的差异.     

柔性多体系统动力学的研究进展与建模方法

随着空间技术和空间应用等领域需求的不断扩大以及机器人技术的发展,使得考虑部件柔性的系统动力学分析的研究备受重视。简述了柔性多体系统动力学的研究进展,讨论了柔性多体系统动力学建模过程中的建模方法、离散化方法以及坐标系的选择,最后总结并展望了柔性多体系统动力学后续要研究的问题。     

约束多体系统动力学的加速度分解法

通过对系统的约束矩阵进行奇异值分解构造约束子空间的零子空间的一组基，将系统的广义加速度沿约束子空间及其零子空间进行分解，得到了封闭形式的系统运动微分方程，给出了求约束反力的公式和避免违约的一种简易方法。     

综述多柔体系统动力学在汽车技术中的应用

介绍了多柔体系统动力学的理论和方法在汽车技术领域中的应用现状及发展方向，指出了该理论在应用中应注意的问题和解决途径。     

柔性多体系统动力学——有限段方法

采用有限段方法建立柔性梁式的离散模型，基于Ｋａｎｅ方程的Ｈｕｓｔｏｎ方法建立柔性多体系统学方法，该方程计入了梁式构件的几何非线性变形的惯性影响，在求解过程中，引入了相对位移的模态变换以提高计算效率，通过典型实验验证了有限段方法可解决具有几何非线性变形的柔性梁式构件的多体系统的动力学问题。     

Dynamic modeling and simulation for the flexible spacecraft with dynamic stiffening

A rigid flexible coupling physical model which can represent a flexible spacecraft is investigated in this paper. By applying the mechanics theory in a non-inertial coordinate system, the rigid flexible coupling dynamic model with dynamic stiffening is established via the subsystem modeling framework. It is clearly elucidated for the first time that, dynamic stiffening is produced by the coupling effect of the centrifugal inertial load distributed on the beam and the transverse vibration deformation of the beam. The modeling approach in this paper successfully avoids problems which are caused by other popular modeling methods nowadays: the derivation process is too complex by using only one dynamic principle; a clearly theoretical explanation for dynamic stiffening can't be provided. First, the continuous dynamic models of the flexible beam and the central rigid body are established via structural dynamics and angular momentum theory respectively. Then, based on the conclusions of orthogonalization about the normal constrained modes, the finite dimensional dynamic model suitable for controller design is obtained. The numerical simulation validations show that: dynamic stiffening is successfully incorporated into the dynamic characteristics of the first-order model established in this paper, which can indicate the dynamic responses of the rigid flexible coupling system with large overall motion accurately, and has a clear modeling mechanism, concise expressions and a good convergence.     

带有转动附件的多柔体簇系统动力学拟变分原理及其应用

应用混合坐标法对多柔体簇系统进行运动学描述,得到附件和根体的动能,建立带有转动附件多柔体簇系统动力学拟变分原理.并推导其拟驻值条件对变分原理进行检验.最后,应用多柔体簇系统动力学拟Hamilton原理的拟驻值条件建立具有两个相同且对称安装的挠性附件的空间飞行器附件振动微分方程.     

Earth system multi-body restriction dynamics model research

Research provides a theoretical basis for an Earth system multi-body mechanics model and its dynamics, including the Earth system multi-body restriction function and its power, Earth system multi-body restriction under decreasing generalized velocity and decreasing partial palstance, the Earth system multi-body decreasing generalized force, a moving mechanics function, and the Earth system multi-body restriction's wattful and wattless forces.     

柔性齿轮-柔性转子-滑动轴承系统动特性分析

为分析柔性齿轮对齿轮传动系统动特性的影响,建立考虑时变啮合刚度、非线性摩擦力的柔性齿轮-柔性转子-滑动轴承的柔性多体动力学模型。研究表明:相对于刚性体模型,考虑柔性齿轮和柔性转子的齿轮系统模型更加适合大变形的轻薄化齿轮系统动特性研究;柔性齿轮系统启动阶段存在明显的亚异步振动及齿轮轴向振动幅值的获取;高速重载有利于齿轮系统稳态工况的平稳运转及维持,但会引起齿轮轴向辐射噪声的增加;相对加减速、停机工况,启动工况下的轴向辐射噪声和动态啮合力波动最大。研究结果对齿轮轻薄化设计和认识齿轮传动系统的全工况动特性等研究具有积极意义。     

基于ADAMS虚拟样机的多体系统动力学仿真

通过对多体系统动力学行为的分析,应用机械动力学分析软件ADAMS建立了夹紧机构多刚体系统动力学虚拟样机模型,对该系统各部件的参数进行了计算与分析,并通过虚拟运行对比设计变量的敏感度分析多次优化结果,进行所研究系统的结构优化设计.设定对最终结果影响较大的参数在优化约束条件下使输出的多刚体系统的数据最为理想为优化目标,进行了该机械动力系统的参数优化设计.理论分析与实验结果可为多刚体系统物理样机的制造提供理论依据.     

An Earth multi-body system elasticity and plasticity dynamics model

Research on the elasticity and plasticity dynamics of the Earth multi-body system, including the Earth multi-body system stratum-block's equivalent inertia force system and generalized inertia force, the Earth multi-body system stratum-block's equivalent inertia force system expressed with partial velocity and partial palstance, and Earth multi-body system generalized inertia force expressed with partial velocity and partial palstance. This research provides a theoretical foundation for further investigation of Earth multi-body dynamics.     

非惯性系下旋转柔性叶片的动力学分析

旋转柔性叶片是汽轮机关键零部件,针对叶片振动损伤问题,考虑经历大范围运动的柔性叶片刚性运动与弹性变形运动之间的相互耦合,应用哈密顿原理建立了旋转柔性叶片非线性动力学控制方程.考虑旋转离心惯性力的影响以及轴向变形与横向变形之间的耦合,基于假设模态法对方程进行离散,研究了不同转速下梁端部位移的响应.研究结果表明,刚性旋转运动对柔性叶片端部位移的响应具有明显的影响,并且由于离心力的存在,出现了动力刚化现象,文中所用方法及数值仿真结果可用于研究旋转柔性叶片的振动失效问题.     

The bond graph model of planar flexible multibody mechanical systems and its dynamic principle

Toincreasethereliabilityandefficiencyofthedy namicanalysisofflexiblemultibodysystems,differentprocedureshavebeenproposedinpreviousworks[1,2].Buttheseproceduresareonlysuitableforasingleener gydomain,suchasastrictmechanicalone,andcan notdealwiththeproblemsofcomputeraideddynamicanalysisofplanarflexiblemultibodymechanicalsys temscontainingthecouplingofmulti energydomains.Bondgraphs[3]havepotentialapplicationsinanalyzingsuchcomplexsystemsbecauseoftheirabilitytode scribethedynamicsofinteractingsyste…