柔性多體系統(tǒng)是由多個剛體和柔性體相互連接而組成的系統(tǒng),在人們生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。隨著高速機(jī)械、機(jī)器人和航天結(jié)構(gòu)的發(fā)展,對包含整體運動和彈性變形的柔性多體系統(tǒng)的研究越來越重要。 本碩士學(xué)位論文是參加與香港城市大學(xué)合作項目——柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)問題研究的基礎(chǔ)上完成的。中心內(nèi)容是應(yīng)用有限元和模態(tài)分析方法研究柔性多體系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)。主要內(nèi)容是 1、采用拉格朗日乘子法導(dǎo)出了柔性多體系統(tǒng)的控制方程,發(fā)展了一種基于有限元法和模態(tài)分析的方法來研究柔性體的動力響應(yīng)。 2、在應(yīng)用有限元方法時,通過連續(xù)梁的模態(tài)分析導(dǎo)出了形函數(shù),該形函數(shù)稱為精確模態(tài)形函數(shù)。進(jìn)而采用精確模態(tài)形函數(shù)導(dǎo)出了歐拉-伯努利梁單元的質(zhì)量矩陣和剛度矩陣。 3、在用應(yīng)變能求剛度矩陣時,使用了非線性幾何關(guān)系,將剛度矩陣分為常規(guī)的線性剛度矩陣和非線性的幾何剛度矩陣。本文的工作考慮了整體位移和彈性變形耦合,同時考慮了梁的縱向剛化效應(yīng)。 4、由于柔性多體系統(tǒng)快變的彈性變形和相對慢變的剛體運動相耦合,動力方程離散成一組非線性剛性微分代數(shù)方程組。為了求解這種方程組,本文基...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘 要
Abstract
目 錄
1 緒論
    1.1 研究的對象及研究背景
    1.2 本文的研究方法及主要工作
2 基本理論
    2.1 柔性體的運動描述
    2.2 柔性多體系統(tǒng)的動力學(xué)控制方程
        2.2.1 柔性體的動能
        2.2.2 柔性體上作用的廣義力
        2.2.3 柔性體的控制方程
        2.2.4 動力約束方程和拉格朗日乘子法
    2.3 動力控制方程的數(shù)值解法
        2.3.1 歐拉法(Euler’s Method)
        2.3.2 Newmark ( 直接積分法
        2.3.3 Newton-Raphson迭代法
3 柔性桿件系統(tǒng)平面運動分析
    3.1 柔性桿件系統(tǒng)平面運動的非線性有限元格式
    3.2 模態(tài)綜合法
    3.3 數(shù)值解法
        3.3.1 多體系統(tǒng)的控制方程
        3.3.2 數(shù)值計算步驟
    3.4 數(shù)值算例
        3.4.1 定軸旋轉(zhuǎn)梁的非線性分析
        3.4.2 平面雙連桿的非線性分析
        3.4.3 曲臂連桿的非線性分析
4 求解多體系統(tǒng)動力方程的歐拉法
    4.1 歐拉積分方法
    4.2 非線性積分方法及其穩(wěn)定性分析
    4.3 違約修正
    4.4 數(shù)值算例
5 結(jié)論和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致 謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和參加的科研工作



本文編號：4021866