工程机械臂在工程领域有着广泛的运用,当前使用的大型工程机械臂一般含有多种类型的非线性环节,并且复杂度较高。随着工程机械臂的发展,为了提高机械臂的工作效率,高速化成为了机械臂产品设计的一个关键特征。而在高速的运动状态下,机械臂容易形成明显的惯性力,这会引起机械臂内部的弹性部件出现形变。如果臂架机构运动达到了“高速”区域,需要将运动部件当作“柔性机构”,此时如果仍然采用传统的线性系统方法进行分析会出现错误或者异常,甚至会造成不可估量的损失。另外考虑到可能出现的弹性变形问题将会显著增加动力学模型的复杂性,不利于问题的求解。目前已经有很多学者对工程机械臂优化问题的求解进行了研究,并提出了不同类型的求解算法,其中使用较多的是启发式算法,但是这种方法存在一定的不足,其效率较低,需要进行大量的仿真计算过程,使得其在实际中的应用受到了限制。综上,本文将围绕提高优化效率展开研究。首先,阐述了重分析方法以及多核计算的国内外研究现状。其次,以其为理论基础,将重分析运用到柔性多体动力学的计算求解中,同时在求解过程中加入多核计算,使优化计算时间大幅度降低。本文主要包括两个创新点。(1)将重分析方法引入柔性多体动力学计算过程中。重分析方法作为一种能够根据初始计算结果快速估计修改后结构的快速计算方法,能够显著的降低计算成本,使计算时间大幅度降低,非常适合解决多体系统结构复杂而导致计算量大的问题。(2)计算求解过程中多核计算的使用。并行计算偏微分方程(PDE)求解中区域分解法(DDM)将计算域分解为若干子域,大问题化为若干个小问题,从而缩减计算规模的特点十分符合多体系统的特点,即各构件可以形成天然的子区域,并且公共边界比较小。最后,为了验证本文提出的快速求解方法的有效性,通过对同一机械臂分别采用全分析和加入多核计算的重分析方法进行优化计算。测试结果表明,基于精确重分析的快速求解方法能够在保证不损伤精度的情况下有效提升计算效率,从而具有良好的综合性能。为了体现算法的工程实用性,本方法将应用于一个基于有限元仿真的空间机械臂运动规划实例中。优化结果表明,基于精确重分析的快速求解方法能够发挥更好的综合性能,从而实现对优化效率的有效提高。