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  • 简介:在实际工程领域中存在着大量接触碰撞等非连续动力学问题,现有的解决柔性体系连续动力学过程的建模理论与方法,已经无法解决或无法很好解决这些问题.本文基于变拓扑思想,提出了附加接触约束的柔性体系碰撞动力学建模理论;通过设计柔性圆柱杆接触碰撞实验,验证了所提出附加约束接触碰撞模型的有效性;针对柔性体系全局动力学仿真面临时间和空间的尺度问题,提出多变量的离散方法,从而提高了柔性体系非连续动力学的仿真效率.

  • 标签: 柔性多体系统 接触碰撞 变拓扑 数值仿真 实验研究
  • 简介:柔性梁的离散坐标法——有限段法扩展到规则柔性板中,视柔性板为带关节柔性(刚度、阻尼)的体系,详细阐述了离散坐标法的基本思想、理论依据,采用牛顿-欧拉方法建立了动力学方程,借助通用有限元软件和动力学仿真程序验证了离散坐标法可以解决具有几何非线性变形的规则柔性板构件的体系动力学问题。

  • 标签: 离散坐标法 柔性板 多刚体模型 动力学方程
  • 简介:体系多点接触碰撞问题可以归结为一个将系统的动力学方程与并协性约束方程相结合的问题.针对这样一个含并协性条件的混合方程组,建立了基于LCP格式的包含碰撞/接触问题的体系动力学分析框架,提出了一种基于步长评价准则的变时间步长的数值求解策略,实现了无摩擦情况下体系多点接触碰撞问题的数值算法.最后给出了数值算例,验证了算法的有效性.

  • 标签: 多体动力学 接触碰撞 LCP方法
  • 简介:研究了受到打击的空间体系考虑库仑摩擦时动力学的求解方法.在引入新的无量纲的时间参数后,通过建立相应的动量-冲量的一阶微分方程,将在趋近于零的冲击区间的讨论变为在有限区间中来分段研究含滑动-粘滞的冲击过程,得到了受到打击的空间离散系统考虑库仑摩擦时的动力学的求解方法.

  • 标签: 空间多刚体系统 冲击问题 空间离散系统 动力学
  • 简介:主要研究了具有不对中轴承支承的柔性转子耦合系统的动力学建模和非线性动力学行为.首先在短轴承假设、小轴承的不对中量和圆盘不平衡量等几个基本假设条件下,考虑了转子的柔度、不对中轴承的非线性油膜力和圆盘的不平衡等因素后,建立了一个具有轴承不对中的10自由度跨转子系统非线性动力学模型;最后采用数值方法研究了系统的非线性动力学行为.结果显示转子在低转速时,为同步的周期1运动,随着转速的提高,出现整数倍频的振动分量;在转速较高时,转子运动回复到周期1运动状态.

  • 标签: 多跨柔性转子 轴承不对中 非线性油膜力 非线性动力学
  • 简介:基于将体系拓扑结构的形成看作是一个动态搭建过程,本文提出了一个能够由铰与物体之间关联矩阵自动选取切断铰并自动对物体和铰进行规则标号的算法.利用该算法,在建立系统动力学方程过程中可以采用铰坐标但无需人为选定切断铰,从而在很大程度上简化了输人工作有效地避免了很多人工错误.

  • 标签: 多体系统 闭环 切断铰
  • 简介:研究离心力和温度变化引起的附加弯曲变形对复合材料柔性体系振动特性的影响.从本构关系和非线性应变与位移关系式出发,用虚功原理和有限单元法建立了复合材料柔性梁的动力学变分方程,在此基础上建立了复合材料柔性体系的动力学方程.对曲柄-连杆-滑块机构的数值仿真表明,对于非对称的复合材料梁,各层弹性模量和热膨胀系数的差异会引起附加弯曲变形,从而影响系统的振动特性.

  • 标签: 复合材料多体系统 几何非线性 附加弯曲变形 动力学 热效应
  • 简介:基于连续Galerkin方法,给出非完整约束下体系时间离散的变分数值积分方法.首先对非完整体系Hamilton正则方程的弱形式进行时间离散,得到变分积分公式,然后讨论该积分方法对能量及约束的保持,最后以蛇板为例对该方法进行数值验证和比较.

  • 标签: 多体系统 非完整约束 数值积分 GALERKIN方法 蛇板
  • 简介:针对体系动力学微分-代数方程求解问题,研究基于Lie群表达的约束稳定方法.首先引入新的Lagrange乘子,结合位移约束、速度级约束和加速度级约束方程,构造了新的Lie群微分-代数方程.然后使用向后差商隐式方法和CG(Crouch-Grossman)方法,对微分–代数方程进行离散求解,得到精确度较高的动力学仿真结果.该方法在精确保持各级约束方程的同时,保持旋转矩阵的正交性,并且使系统总能量误差较小.

  • 标签: 多体系统动力学 微分-代数方程 LIE群 约束稳定
  • 简介:首先建立了柔性悬臂梁非线性非平面运动的偏微分方程;然后运用Galerkin和尺度方法得到平均方程,并利用规范形理论进一步将方程化简;最后用能量相位法求出脉冲跳跃的能量函数序列.Dynamics软件数值计算表明:在系统中确实存在着由脉冲跳跃而导致的Smale马蹄型混沌.

  • 标签: 非线性动力系统 混沌动力学 柔性悬臂梁 多脉冲轨道分析
  • 简介:针对体系动力学数值仿真问题,研究基于Hermite插值的离散变分方法.首先对广义坐标和广义速度进行Hermite插值,结合Gauss数值积分方法,利用Hamilton原理和离散力学变分原理,建立了含已知导数信息和含未知导数信息的Hermite插值离散变分数学模型,求解得到精确度较高的动力学仿真结果.该方法可以在步长较大时精确保持约束方程,并保持系统总能量在一定范围内有界变化,适用于长时间仿真情况.

  • 标签: 多体系统动力学 离散变分方法 HERMITE插值 高斯求积
  • 简介:首先基于Euler-Bernoulli原理,建立了一柔性悬臂梁撞击系统的动力学方程,并给出了模态分析方法;然后在若干基本假定和定义的基础上,利用Karhunnen-Loève展开这一正交分解手段,给出了体现动力系统主要特征的降阶模型,可将系统的本征值进行新的表述;最后将所提方法应用于柔性悬臂梁撞击系统的降阶分析过程中,并给出了相应数值例题.结果表明:本方法可以用少量的模态准确模拟可控系统的动力学特性,可为系统控制研究提供基础.

  • 标签: 降阶方法 撞击 ve 柔性梁 柔性悬臂梁 动力学方程
  • 简介:根据Hamilton原理和假设模态离散化,建立了柔性梁绕定点旋转过程的动力学模型,并通过假设模态法对方程进行了离散处理.在此基础上,基于中心差分法的计算原理,提出了柔性梁动力学方程的子循环计算公式,分别建立了其同步更新格式和子步更新格式,在子循环积分过程中,通过步长修正保证了计算的精度和稳定性.计算结果表明:所提出的算法能在保持合适的精度要求下,有效地提高响应的计算效率,并且通过积分步长的修正可以提高计算稳定性,有效地处理了方程的刚性问题.

  • 标签: 柔性多体动力学 假设模态 数值积分 子循环技术 步长修正
  • 简介:深入研究了单向耦合Lorenz—R~ssler系统的动力学行为,首先定性地分析了该系统,找出了该系统所有平衡点及平衡点存在和稳定的条件.再对该系统的分岔行为做了理论分析,得到该系统发生fold和Hopf分岔的条件.最后利用分岔软件对前面的理论进行验证,而且针对三个单向耦合参数的不同取值情况,从数值的角度研究了该系统参数分岔,结果表明不同的耦合强度对于系统的动力学行为有较大的影响.

  • 标签: 耦合 平衡点 分岔 多参数
  • 简介:针对现有轴承-转子系统动力学模型的不足,考虑非线性滚动轴承力、不平衡量、碰摩故障及陀螺效应,建立了滚动轴承-柔性对称碰摩转子系统非线性集中质量模型.通过数值计算与比较,结果表明:低转速下系雏响应主要表现为滚动轴承的变刚度振动,高转速下轴承变刚度振动的影响相对减弱,转子不平衡和碰摩故障对系统的影响逐渐增强,陀螺效应对高转速下对称转子的响应不容忽略.

  • 标签: 滚动轴承 碰摩故障 非线性响应 陀螺效应
  • 简介:基于改进的KBM法,研究了强非线性自由度自治系统的内共振.求出了极限环的振幅和近似解的表达式.与KBM法比较,该方法的特点是:近似解中包含项中的不再是时间的线性函数,而是时间的非线性函数,它能提高近似解的精度,且应用更广,最后给出一个具体实例,得到了近似解以及相图.和数值结果比较,本文方法具有较高的精度.

  • 标签: 强非线性多自由度自治系统 内共振 近似解
  • 简介:研究了刚体基上柔性附件的振动鲁棒控制问题,介绍了结构奇异值μ理论,基于此理论设计鲁棒控制器,用压电材料作传感器和作动器(μ),用输出乘性不确定性结构来描述低阶标称模型与实际系统的误差,给出了系统μ控制器综合框架,以柔性梁附件为对象示例了分析过程,数值仿真结果表明μ控制器具有良好的鲁棒性能,用于振动控制是必要且可行的。

  • 标签: 振动控制 结构奇异值理论 柔性附件
  • 简介:当机械臂的质量很轻,尤其是空间应用场合,机器人系统将受到高度柔性限制并且不可避免地产生机械振动.本文为了证实提出的控制不期望残余振动的方法,设计并建立了柔性机器人实验平台.控制方案采用交流伺服电机通过谐波齿轮减速器驱动柔性机械臂,利用粘贴在柔性臂上的压电陶瓷片(PZT)作为传感器来检测柔性臂的振动.对由于环境激励,尤其是在电机转动(机动)时由于电机力矩产生的振动,采用了几种主动振动控制器:包括模态PD控制,软变结构控制(VSC)和增益选择变结构方法,进行柔性臂的振动主动控制实验研究.通过实验比较研究,结果表明采用的控制方法可以快速抑制柔性结构的振动,采用的控制方法是有效的.

  • 标签: 柔性机械臂 主动振动控制 压电结构 变结构控制
  • 简介:研究了弓鳍目鱼“尼罗河魔鬼”的柔性波动长背鳍.针对波动长鳍大的柔性变形特征,提出了由N根刚性鳍条依靠柔性薄膜连接组成的柔性波动长鳍简化模型;在分析长背鳍运动和流固耦合的基础上,建立了柔性波动长鳍的运动学模型;进而,从弹性薄壳理论出发,考虑柔性长鳍结构的几何非线性,并引入无矩薄壳理论的假定,建立柔性长鳍波动的平衡方程.依据所建立的运动学模型和柔性长鳍波动的平衡方程,可以进一步解析柔性长鳍波动运动的动力学性能.

  • 标签: 柔性长鳍 水下航行器 建模 薄壳理论