本文基于多體系統(tǒng)傳遞矩陣法對多端點梁的動力學建模以及含多端點梁的多體系統(tǒng)的動力學響應求解進行了研究。多體系統(tǒng)傳遞矩陣法是由芮筱亭團隊提出的利用多體系統(tǒng)中的狀態(tài)矢量之間的傳遞關(guān)系來研究多體系統(tǒng)動力學的新方法。元件聯(lián)接端狀態(tài)矢量內(nèi)的狀態(tài)變量(加速度、角加速度、內(nèi)力和內(nèi)力矩)總能分成互補的兩部分,且這兩部分狀態(tài)變量之間的線性關(guān)系可以用聯(lián)接端的Riccati傳遞方程描述。將元件輸入端的Riccati傳遞方程與元件的傳遞方程相結(jié)合即可推導出元件Riccati傳遞方程的一般形式。同時,考慮到Riccati傳遞方程的維數(shù)僅為聯(lián)接端狀態(tài)變量個數(shù)的一半,本文從鉸元件滿足的基本方程出發(fā)直接建立鉸元件輸入輸出端Riccati傳遞方程的遞推關(guān)系,并給出了固結(jié)鉸,轉(zhuǎn)動鉸,滑移鉸和虛鉸這幾種常見鉸元件的Riccati傳遞方程。相比于先推導鉸元件傳遞方程再將傳遞方程與riccati方程結(jié)合的新版多體系統(tǒng)riccati傳遞矩陣法,本文的處理方法無需體元件的輸入輸出端鉸元件類型相同的假設,對于約束多樣的樹形系統(tǒng)更具優(yōu)勢。本文提出的多體系統(tǒng)Riccati傳遞矩陣法和新版多體系統(tǒng)傳遞矩陣法一樣,屬于多體系統(tǒng)動力學精確方法。對多端點梁進行動力學建模時考慮梁橫向彎曲變形,且在縱向位移中計及由此產(chǎn)生的軸向縮短,即二次耦合變形項。采用浮動坐標法描述梁的變形,采用假設模態(tài)法離散變形場,運用若丹變分和虛功率原理建立了梁的動力學方程。由此得到的動力學方程,有效計入了梁的“動力剛化”效應,不僅適用于低轉(zhuǎn)動角速度問題,也適用于高轉(zhuǎn)動角速度問題。將改寫梁的運動學方程和動力學方程得到多端點梁的傳遞方程和幾何方程和Riccati傳遞方程相結(jié)合,即可得到多端點梁的Riccati傳遞方程的一般形式。本文建立的多端點梁的傳遞方程豐富了多體系統(tǒng)傳遞矩陣庫,拓寬了多體系統(tǒng)傳遞矩陣法目前的使用范圍,對一般多端輸入彈性體傳遞方程的建立具有重要的參考意義。通過對中心剛體-梁系統(tǒng)、機械臂系統(tǒng)、航天器系統(tǒng)、一般樹形系統(tǒng)的動力學響應計算,驗證了含多端輸入梁的多體系統(tǒng)Riccati傳遞矩陣法的正確性。
【學位單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O313.7
【部分圖文】：

１緒論碩士學位論文逡逑以及振動控制研究具有重要意義。逡逑現(xiàn)代兵器系統(tǒng)中也存在很多柔性體的變形。如圖１．４所示的武裝直升機，主要由機逡逑體、尾槳、旋翼、動力裝置、傳動裝置以及一些機載飛行設備、功能儀表等組成，靠傳逡逑動裝置驅(qū)動旋翼和尾槳產(chǎn)生升力和操縱力、操縱力矩來控制飛行。直升機的振動主要來逡逑自于兩方面：一是旋翼系統(tǒng)、傳動裝置以及發(fā)動機等元部件的振動；二是機體、操縱系逡逑統(tǒng)、武器設備等的強迫振動。直升機的振動會干影響機組成員的舒適程度，降低機載設逡逑備的使用性能及可靠性，縮短直升機使用壽命，增加對直升機的維修保養(yǎng)費用。武裝直逡逑升機系統(tǒng)可視為由多剛?cè)狍w組成的復雜多體系統(tǒng)，其振動與噪聲水平取決于直升機多體逡逑系統(tǒng)動力學規(guī)律�？紤]彈性效應的多體系統(tǒng)動力學可為揭示直升機武器系統(tǒng)振動噪聲成逡逑因、降低旋翼振動噪聲提供關(guān)鍵技術(shù)和手段。

１緒論碩士學位論文逡逑以及振動控制研究具有重要意義。逡逑現(xiàn)代兵器系統(tǒng)中也存在很多柔性體的變形。如圖１．４所示的武裝直升機，主要由機逡逑體、尾槳、旋翼、動力裝置、傳動裝置以及一些機載飛行設備、功能儀表等組成，靠傳逡逑動裝置驅(qū)動旋翼和尾槳產(chǎn)生升力和操縱力、操縱力矩來控制飛行。直升機的振動主要來逡逑自于兩方面：一是旋翼系統(tǒng)、傳動裝置以及發(fā)動機等元部件的振動；二是機體、操縱系逡逑統(tǒng)、武器設備等的強迫振動。直升機的振動會干影響機組成員的舒適程度，降低機載設逡逑備的使用性能及可靠性，縮短直升機使用壽命，增加對直升機的維修保養(yǎng)費用。武裝直逡逑升機系統(tǒng)可視為由多剛?cè)狍w組成的復雜多體系統(tǒng)，其振動與噪聲水平取決于直升機多體逡逑系統(tǒng)動力學規(guī)律�？紤]彈性效應的多體系統(tǒng)動力學可為揭示直升機武器系統(tǒng)振動噪聲成逡逑因、降低旋翼振動噪聲提供關(guān)鍵技術(shù)和手段。

１緒論碩士學位論文逡逑以及振動控制研究具有重要意義。逡逑現(xiàn)代兵器系統(tǒng)中也存在很多柔性體的變形。如圖１．４所示的武裝直升機，主要由機逡逑體、尾槳、旋翼、動力裝置、傳動裝置以及一些機載飛行設備、功能儀表等組成，靠傳逡逑動裝置驅(qū)動旋翼和尾槳產(chǎn)生升力和操縱力、操縱力矩來控制飛行。直升機的振動主要來逡逑自于兩方面：一是旋翼系統(tǒng)、傳動裝置以及發(fā)動機等元部件的振動；二是機體、操縱系逡逑統(tǒng)、武器設備等的強迫振動。直升機的振動會干影響機組成員的舒適程度，降低機載設逡逑備的使用性能及可靠性，縮短直升機使用壽命，增加對直升機的維修保養(yǎng)費用。武裝直逡逑升機系統(tǒng)可視為由多剛?cè)狍w組成的復雜多體系統(tǒng)，其振動與噪聲水平取決于直升機多體逡逑系統(tǒng)動力學規(guī)律。考慮彈性效應的多體系統(tǒng)動力學可為揭示直升機武器系統(tǒng)振動噪聲成逡逑因、降低旋翼振動噪聲提供關(guān)鍵技術(shù)和手段。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 芮筱亭;戎保;;多體系統(tǒng)傳遞矩陣法研究進展[J];力學進展;2012年01期

2 和興鎖;李雪華;鄧峰巖;;平面柔性梁的剛-柔耦合動力學特性分析與仿真[J];物理學報;2011年02期

3 和興鎖;鄧峰巖;王睿;;具有大范圍運動和非線性變形的空間柔性梁的精確動力學建模[J];物理學報;2010年03期

4 芮筱亭;于海龍;何斌;陸毓琪;王公廉;楊富鋒;;艦炮振動分析的多體系統(tǒng)有限元傳遞矩陣法[J];兵工學報;2007年09期

5 鄧峰巖;和興鎖;李亮;張娟;趙春燕;;耦合變形對大范圍運動柔性梁動力學建模的影響[J];計算力學學報;2006年05期

6 何斌;芮筱亭;陸毓琪;;多體系統(tǒng)動力學Riccati離散時間傳遞矩陣法[J];兵工學報;2006年04期

本文編號：2809750