【摘 要】
:
本文研究了双循环隐式积分算法在求解柔性多体系统动力学含接触约束问题中的应用.以柔性梁在重力场绕转动铰做大范围定轴转动,并与刚性平面发生碰撞为例进行全局动力学建模.无碰阶段,系统动力学方程为常微分方程组;碰撞阶段采用接触约束法建模,接触约束方程与动力学方程构成指标3的微分-代数方程组(DAEs).Shabana等提出了一种基于Newmark法/HHT法的坐标缩并法,称为双循环隐式积分方法(TLISM
【机 构】
:
南京理工大学理学院,南京,210094
【出 处】
:
第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
论文部分内容阅读
本文研究了双循环隐式积分算法在求解柔性多体系统动力学含接触约束问题中的应用.以柔性梁在重力场绕转动铰做大范围定轴转动,并与刚性平面发生碰撞为例进行全局动力学建模.无碰阶段,系统动力学方程为常微分方程组;碰撞阶段采用接触约束法建模,接触约束方程与动力学方程构成指标3的微分-代数方程组(DAEs).Shabana等提出了一种基于Newmark法/HHT法的坐标缩并法,称为双循环隐式积分方法(TLISMNI法).本文在Shabana工作的基础上,引入广义向后差分法对独立坐标进行积分.分别选取基于HHT法,向后差分(BDF)法和广义向后差分(EBDF)法的双循环迭代格式对碰撞阶段进行求解,并将仿真结果与Baumgart法和HHT-α法这两种方法进行对比.结果表明,TLISMNI(HHT/BDF/EBDF)法的速度、加速度违约量级明显小于Baumgart法和HHT-α法.在参数的比较中,相比于TLISMNI(HHT)法和HHT-α法中的自由参数α,Baumgart法的常数δ、ε对响应的影响较大.当e≠0时,δ、ε的取值直接影响系统响应及能量的结果是否合理.同时,δ、ε的引入可能导致加速度约束方程的违约.最后在TLISMNI(HHT)法和HHT-α法中,α的减小会引起计算效率的提高,且可以部分消除碰撞所激发的高频.这种消除是以仿真的系统能量减少为代价.相较于TLISMNI(HHT)法,使用HHT-α法求解时α对高频影响较大.
其他文献
上世纪九十年代德国学者Kleinert及其合作者提出了通过把低维Riemann-Cartan空间嵌入到高维Euclidean空间来研究Riemann-Cartan空间挠率的方法,并将这一方法引入到对非完整约束系统的研究中,揭示了非完整约束与Riemann-Cartan空间挠率之间的联系。在我们的工作中,将上述方法进一步推广为Riemann空间到Riemann-Cartan空间的一阶线性齐次非完整映
众所周知,自然科学中的诸多领域都可以通过非线性偏微分方程来描述,如热传导、化学反应、等离子物理、土壤水分、泡沫析水、流体力学、晶体生长、广义相对论、高能粒子物理、大气和洋流、动物传播、遗传学、非线性电路和非线性光学等。因此对于非线性偏微分方程求解方法的研究具有重要的意义。本文首先将广义Padé逼近法进行了推广,使其适用于求解一类无限维动力系统的行波解,并分别针对钟型和扭结型孤立波,构造了不同的广义
本文以石墨舟自动装卸片设备为研究对象,采用SolidWorks 2012建立设备三维模型,采用ANSYS Workbench 16.0建立设备的有限元模型,对设备主体结构和色差膜厚检测模块进行静力分析,验证设备主体结构的强度以及色差膜厚检测模块的竖直变形位移是否满足要求.本文对六轴机器人和提舟组件进行模态分析,建立其有限元分析模型,并加载边界条件,分析在各阶固有频率下与设备其他外界激励频率是否有发
针对某铁路货车制动杠杆的轻量化问题,进行了该模型的受力分析,并在此基础上完成了制动杠杆的变密度法拓扑优化设计.优化之后,从应力、变形、体积等方面与之前做了对比,并根据在工况下的受力进行了疲劳寿命的分析和总结.结果表明,优化之后的制动杠杆较优化之前质量减少了6.166%,应力状况有所改善.
机电集成超环面传动是一种新型的传动机构,集动力和传动机构于一体,具有在传动过程中不需要接触和润滑等优点。本文针对机电集成超环面传动机构中蜗杆产生的螺旋磁场,进行了解析和仿真的对比计算。文章以电磁学理论为基础,建立了在单相和三相电流条件下,磁场在空间任意位置磁感应强度的计算公式。通过利用标量磁位和矢量磁位的关系,得到了在直角坐标系和球坐标系中磁场的分布规律。文章最后通过仿真结果和解析结果的对比,证明
以超高压输电覆冰四分裂导线为研究对象,利用Fluent软件模拟其在风载荷作用下各子导线的扰流流场,计算得到各子导线气动力系数随风攻角改变的变化规律,建立覆冰四分裂导线的有限元模型,将所得气动力加载到模型上进行覆冰四分裂导线的舞动模拟,通过对舞动轨迹、位移时程频谱的分析,判别出舞动的特征。结果表明:迎风侧子导线对背风侧子导线起到了遮挡作用,背风侧子导线气动力系数不同于迎风侧子导线,使得各子导线气动力
Through adjusting the shape,folding wings can improve maneuverability and extend flight envelope for the aircraft,which is a great change in aviation and space industries.The complicated configuration
并行计算的出现满足了大规模高精度多体系统动力学模拟仿真的需求。区域分解算法是为适应并行计算机的工作原理而生成的偏微分方程数值算法。作为区域分解方法的重要组成部分,灵活高效的网格划分算法对并行计算有着非常重要的意义。本文从基于区域分解算法的多体系统动力学背景出发,首先介绍了图形分割算法的基本原理。介绍了几何分区法、组合分区法、谱分区法、多层次分区法等常用的分区方法。重点研究了多层次分区算法的计算过程
对全覆盖主动约束层阻尼(Active Constrained Layer Damping,ACLD)结构的柔性机械臂的动力学与控制问题进行了研究。主动约束层阻尼结构是在传统被动约束层阻尼(Passive Constrained Layer Damping,PCLD)结构的基础上增加主动控制结构,通过反馈控制原理对粘弹性阻尼材料层的剪切变形进行主动的控制,从而达到抑制振动的目的,具有附加质量小,可控
随着科学技术的发展,机械设备的应用越来越广泛,而且对机械设备的要求也越来越高。生产活动中若机械设备出现故障,不仅会造成严重的经济损失,甚至会造成巨大的人员伤亡。由于早期的机械设备故障信号都是非常微弱的,因此微弱信号的检测具有非常重要的意义。在微弱信号的检测领域,传统方法以时域和频域为主,都是基于线性和确定性的系统。例如小波变换和频谱分析。其方法要求较高的信噪比,需要对信号进行预处理,局限性较大。随