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在进行基于虚拟样机技术的机械系统动力学仿真分析时,如果系统包含过多的接触约束,通常要花费相当长的仿真计算时间,求解效率十分低下,甚至会导致模型求解失败,严重阻碍了虚拟样机技术在多接触约束机械系统中的应用。在研究目前多接触约束系统虚拟样机仿真技术发展水平的基础上,本文采用实时激活消隐接触约束的方法减少仿真求解时间,提高仿真计算效率。研究过程主要体现为: (1)通过对多体系统动力学模型数值求解理论进行研究,发现造成仿真计算效率低下的本质原因之一是当前非实际接触约束仍然要参与当前迭代计算,使求解模型的雅可比矩阵的规模比实际求解需要的规模大得多,从而可能引起该矩阵的条件数增大,降低了仿真求解效率。 (2)针对仿真计算效率低下的本质原因,提出采用实时激活消隐接触约束的方法来降低雅可比矩阵的维度及条件数。通过设计具有代表性的多接触约束系统的简单模型进行仿真分析,验证了该方法在保证仿真精度的同时极大地提高了计算效率。 (3)为了验证该方法的实践应用价值,设计了滚子链传动系统,并建立其虚拟样机仿真模型,对其冲击力、振动及其传动效率进行分析。同时引入实时激活消隐接触约束的方法对链传动系统进行仿真分析,与常规仿真结果进行对比,验证该方法的精度及效率。仿真试验结果表明该方法同样适合对规模庞大的多接触约束模型进行分析。 本文提出的实时激活消隐接触约束的方法不仅能够保证仿真精度,而且能够减少雅可比矩阵的预估次数,节约大量的仿真求解时间,提高求解效率,推动了多接触约束系统虚拟样机仿真技术的发展。