三维柔性多体梁系统非线性动力响应分析

研究了三维柔性多体梁系统的非线性动力响应问题。将空间柔性梁的变形分解为轴向变形以及在x-y平面的弯曲变形和在x-z平面的弯曲变形，引用各自的精确振动模态描述变形场，利用拉格朗日乘子法建立起柔性多体梁系统约束非线性动力学方程。结合Newmark直接积分法和Newton-Raphson迭代法，导出了求解该非线性代数一微分方程组的数值方法。仿真算例证明了该方法的正确性和有效性。     

作大范围运动的柔性梁的动力学分析

对附着在空间运动体上的柔性悬臂梁的动力学进行了研究，利用微元法建立了中心刚体作任意三维大位移运动时柔性悬臂梁作横向和纵向振动的动力学方程，此动力学方程计及了动力刚化效应。在对柔性梁离散求解时考虑了横向弯曲对纵向变形的影响，最后通过几个例子分析了运动基上柔性梁的动力学行为。     

作大范围运动弹性梁的非线性稳定性分析

本文建立了作大范围转动弹性梁考虑了中线变形之间相互耦合的动力学控制方程。比较了传统动力学模型与本文所建立的耦合动力学模型之间的差异,用能量－动量矩方法,对两种模型进行了稳定性分析。分析结果表明,在传统力学模型中,当转动角速度小于弹性梁的基频时,系统稳定;反之,系统将失稳。而耦合动力学模型在转动角速度为高速时,系统都是确定的,这与实际情形相符。     

大范围运动柔性梁动力学分析

针对有偏心、考虑剪切的变截面大范围运动柔性梁，使用有限元方法离散柔性梁，结合非线性变形场得到耦合形函数；在此基础上得到动力学方程，仿真算例验证了有限元离散的有效性和耦合形函数的正确性。     

直线运动柔性梁非线性动力学--主参数共振与内共振联合激励

针对基础直线运动柔性梁，基于Kane方程建立了相应的非线性动力学方程。采用多尺度法并结合笛卡尔坐标变换，导出了系统受前两阶模态间3：1内共振及第二阶模态主参激共振时的非线性调制方程组．数值求解了该方程组的定常解及相应的稳定性问题。研究表明，系统的平凡、单模态、双模态稳态解共存，超临界及亚临界叉形分岔只发生在单模态状态下，相反，鞍结分岔及Hopf分岔只在双模态状态下产生，一些稳定的极限环随参数变化经一系列倍周期分岔后导致运动的突然跳跃。     

柔性梁大挠度动力响应分析的多体系统方法

研究柔性梁大挠度动力响应问题，应用多体系统方法建立起大变形振动控制方程，结合Newmark直接积分法和Newton—Raphson迭代法给出了求解该非线性代数一微分方程组的数值方法。该方法一方面在随体坐标系中把子梁作为小变形处理使得变形的描述大为简化，另一方面通过随体坐标系的运动自然计及了子梁的刚体运动。数值算例证明了该方法的正确性和有效性。     

温度场中的柔性梁系统动力学建模

研究温度场下带集中质量的柔性梁系统的动力学问题。考虑几何非线性，在纵向变形与轴向伸长的关系式中计及了与横向变形有关的二次耦合项。考虑温度变化对系统动力学性态的影响，在本构关系式中计及了热应变。用假设模态法对各柔性梁进行离散，从虚功原理出发，根据各柔性梁之间的运动学约束关系，建立了带集中质量的柔性梁系统的动力学方程。仿真结果表明．即使在转速较低的情况下，随着集中质量的增大和温度的急剧变化，纵向变形的二次耦合项的影响不容忽视，此外，温度的变化还引起轴向变形和轴向约束力高频振荡。     

柔性梁上高速移动质量动力响应分析

与通常研究移动质量与结构的动力相互作用不同,本文认为移动质量在梁上的刚体运动不是预先知道的,即考虑Timoshenko paradox效应,建立了移动质量与柔性梁振动微分方程.然后,采用数值积分方法求解耦合系统的动力响应.数值结果表明本文的方法是正确的     

非线性阻尼梁的混沌行为

本文研究一具有非线性阻尼的线弹性的混沌行为：两端简支的梁受轴向固定载荷后屈曲，在横向周期载荷作用下，系统可能有异常的动态响应；利用Ｍｅｌｎｉｋｏｖ函数确定了系统发生混沌的临界条件。     

柔性机构非线性动力学问题的研究

柔性机构非线性动力学是先进设计技术中的重要研究领域之一，通过对二个实际的柔性机构的研究说明柔性机构非线性动力学的研究方法和研究内容，柔性机构非线性动力学是非线性动力理论与机械学的结合。     

多柔体链系统动力学方程及动响应数值模拟

本文从虚功原理出发,在弹性小变形假设的前提下,采用模态坐标表示柔性体的弹性变形,推出了包括高阶非线性项在内的多体链系统动力学方程。以此为依据,编制了求解多体链系统动力响应的数值模拟程序,并对由二个柔性杆和由三个柔性杆组成的具有铰弹簧的系统在外驱动力矩作用下的动响应进行了数值模拟。文中分析和探讨了影响这类强非线性方程的数值解稳定性的问题,并提出了参数匹配的概念。     

柔性梁的刚-柔耦合动力学特性研究

该文研究在大范围运动是自由的情况下柔性梁的刚－柔耦合动力学特征，从连续介质力学理论出发，在纵向变形位移中计及了耦合变形量，用Jourdain速度变分原理导出了柔性梁的刚－柔耦合动力学方程，用频谱分析方法对带中心刚体的悬臂梁进行动力学分析表明，柔性梁的系统一阶固有频率低于把梁视作刚体的系统固有频率wr，频率的差异随着wr，增大而增加，在初始条件一定的情况下，系统的二阶固有频率随着wr增大而增高，揭示了大范围运动和变形运动的相互耦合的特征。     

直线运动柔性梁非线性动力学--组合参数共振与内共振联合激励

针对基础直线运动柔性梁，基于Kane方程建立了相应的非线性动力学方程。采用多尺度法并结合笛卡尔坐标变换，导出了系统受前两阶模态间3：1内共振及其组合参激共振时的非线性调制方程组，数值求解了该方程组的定常解及相应的稳定性问题。研究表明，系统的平凡响应与双模态非平凡响应共存，由内共振所产生的非平凡响应皆为不稳定的鞍点，平凡及非平凡解分支都存在Hopf分岔现象，一些稳定的极限环随参数变化最终经倍周期分岔后产生混沌运动。     

船舶在规则横浪中的全局稳定性

基于非线性动力学理论 ,本文以系统运动的全局分岔为出发点 ,来探索在规则横浪中船舶倾覆的机理。应用melnikov方法 ,通过构造船舶运动的melnikov函数来获得导致船舶倾覆的海浪条件的阈值 ,从而对船舶的安全营运起到一定的指导作用。为了解决解析分析melnikov函数的难题 ,在本文中还提出了便于工程分析应用的mel nikov函数的数值算法。     

柔性机械臂非线性动力学模型及控制的研究

针对轴向不伸长的Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｉ梁，采用假设模态法，根据能量一致性原理，利用变形约束方程和小变形假设条件，对带有末端荷载的柔性机械臂，推导出考虑动力刚化（ＤｙｎｍａｉｃＳｔｉｆ－ｅｎｉｎｇ）影响的柔性机械臂有限维一致线性化动力学方程。为实现柔性机械臂关节转角运动轨迹的精确跟踪，采用基于输入输出部分线性化的控制方法设计非线性控制器，对该非线性动力学模型进行解耦并产生理想关节转角运动轨迹的控制输入。采用线性系统最优状态反馈控制规律设计弹性模态稳态器抑制弹性体的振动。数值仿真验证了该控制策略的有效性。     

考虑定子支撑弹性的碰摩转子系统非线性特性研究

旋转机械的转子与定子间的碰摩是常见故障之一,本文分析了油膜支撑的单转子系统与弹性外壳性碰摩时的非线性动力学行为。通过对所建数学模型进行数值解,得到了系统的周期分岔图、三维频谱图和转速一振幅图,显示了该类系统所固有的动力学特性,所得出的结论为旋转机械的故障诊断提供了一定的理论基础。     

柔性机械臂的非线性振动分析

建立了由两个柔性杆和一个柔性饺链组成的柔性机械臂的动力学方程,利用非线性振动的平均法进行了摄动分析,求得了系统在主共振和多重共振下的定常解,发现系统在第二阶主共振和1∶2 内共振的情况下有内共振阈值和双拟饱和现象存在,增大低阶模态阻尼是抑制内共振、防止产生大幅低频振动的有效手段。     

作大范围运动的空间桁架结构动力分析

作高速大范围运动的弹性体，由于运动和变形的耦合将产生动力刚化现象，传统的动力学理论难以计及这种影响。本文在有限元方法中首次引入了单元耦合形函数（阵），以此将单元弹性位移表示为单元结点位移的二阶小量形式。利用几何非线性的应变－位移关系式，在小变形假设条件下确定了单元耦合形函数。在此基础上，根据Ｋａｎｅ方程，运用模态坐标压缩，并通过适当的线性化处理，得到了一致线性化的动力学方程。编制了计及动力刚化的空间桁架结构有限元分析程序。仿真算例的计算结果验证了理论和算法的正确性