在操作類軟體機(jī)器人工程應(yīng)用背景中,出現(xiàn)了一類柔性梁的大區(qū)域接觸碰撞問題。該類接觸問題不符合現(xiàn)有柔性梁—梁接觸模型中的剛性截面假設(shè)與接觸區(qū)域單點(diǎn)或曲線假設(shè)。論文基于絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法,結(jié)合罰函數(shù)法與最小距離準(zhǔn)則,建立了一種柔性梁—梁的面—面碰撞動(dòng)力學(xué)模型,解決了柔性梁的大區(qū)域接觸碰撞問題。首先,采用絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法中的高階梁?jiǎn)卧獙?duì)柔性梁進(jìn)行建模,釋放了柔性梁的剛性截面假設(shè),推導(dǎo)了高階梁?jiǎn)卧馁|(zhì)量矩陣、線彈性剛度矩陣、超彈性剛度矩陣以及廣義外力;并通過算例驗(yàn)證了高階梁?jiǎn)卧东@柔性梁截面翹曲變形的能力。其次,提出了基于柔性梁—梁表面的最小距離準(zhǔn)則與接觸區(qū)域檢測(cè)算法,釋放了接觸區(qū)域單點(diǎn)或曲線假設(shè),結(jié)合罰函數(shù)法建立了柔性梁—梁的面—面接觸模型。最后,基于Hunt-Crossley接觸力模型建立了柔性梁—梁的面—面碰撞動(dòng)力學(xué)模型;采用該動(dòng)力學(xué)模型模擬了柔性操作臂的包覆行為,并通過與ABAQUS仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該模型在處理柔性梁大區(qū)域接觸碰撞問題時(shí)的準(zhǔn)確性。 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景意義
    1.2 柔性多體動(dòng)力學(xué)
    1.3 接觸約束與接觸檢測(cè)研究概況
        1.3.1 接觸約束研究概況
        1.3.2 接觸檢測(cè)研究概況
    1.4 本文研究?jī)?nèi)容
2 絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法
    2.1 全參數(shù)梁?jiǎn)卧孛媸噶?br>    2.2 高階梁?jiǎn)卧孛媸噶?br>    2.3 梁截面的表達(dá)
    2.4 高階梁?jiǎn)卧|(zhì)量矩陣
    2.5 彈性力推導(dǎo)
        2.5.1 變形梯度
        2.5.2 線彈性本構(gòu)
        2.5.3 超彈性本構(gòu)
    2.6 廣義外力
        2.6.1 分布力與集中力的廣義力
        2.6.2 力距的廣義力
    2.7 算例研究
        2.7.1 翹曲變形算例
        2.7.2 超彈本構(gòu)驗(yàn)證
    2.8 本章小節(jié)
3 線—線接觸模型
    3.1 引言
    3.2 線—線單點(diǎn)接觸模型
        3.2.1 接觸檢測(cè)方法
        3.2.2 接觸力計(jì)算
    3.3 線—線區(qū)域接觸模型
        3.3.1 接觸區(qū)域檢測(cè)方法
        3.3.2 接觸力計(jì)算
    3.4 算例研究
        3.4.1 線單點(diǎn)接觸模型驗(yàn)證算例
        3.4.3 線區(qū)域接觸模型驗(yàn)證算例
    3.5 本章小節(jié)
4 面—面區(qū)域接觸模型
    4.1 引言
    4.2 面一面接觸模型
        4.2.1 面一面最小距離準(zhǔn)則
        4.2.2 面一面接觸區(qū)域檢測(cè)
        4.2.3 面一面接觸力計(jì)算
    4.3 算例研究
    4.5 本章小節(jié)
5 柔性梁碰撞動(dòng)力學(xué)建模與仿真
    5.1 引言
    5.2 能量耗散接觸模型
        5.2.1 Hunt-Crossley接觸力模型
        5.2.2 純彈性與耗散接觸模型對(duì)比
    5.3 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
        5.3.1 布爾矩陣
        5.3.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
        5.3.3 引入邊界條件
        5.3.4 方程的求解
    5.4 柔性梁碰撞動(dòng)力學(xué)仿真分析
    5.5 本章小節(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多柔體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J]. 田強(qiáng),劉鋮,李培,胡海巖.  動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2017(05)
[2]軟體機(jī)器人前沿技術(shù)及應(yīng)用熱點(diǎn)[J]. 侯濤剛,王田苗,蘇浩鴻,常帥,陳令坤,郝雨飛,文力.  科技導(dǎo)報(bào). 2017(18)
[3]柔性梁線接觸碰撞的動(dòng)力學(xué)建模和實(shí)驗(yàn)研究[J]. 沈凌杰,郭其威,劉錦陽,余征躍.  動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào). 2007(02)
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本文編號(hào)：3184529