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本文针对柔性多体系统的具体特点,对它的建模、降阶及精细计算三个方面进行了论述和研究。 柔性多体系统动力学问题的主要特点是:系统中的柔性体部件,在运动过程中经历着大的刚性整体运动和转向,同时又有变形运动,而且这两种运动又是高度耦合的。 在建模方面,本文采用相对描述的方法,用拉格朗日方程导出自由柔性体平面运动动力学方程,然后通过约束方程组装成柔性多体系统,随后又讨论了建立柔性多体系统动力学方程的递推列式方法,并比较了两者的优缺点。 采用离散化方法形成的柔性多体动力学模型的阶数一般很高,即使应用模态截断等方法,要较好地表示柔性系统的变形等特征,方程的阶数仍然会很高。基于结构力学和最优控制之间的模拟关系,辛子空间逆迭代法(ASSISM)从在保留原系统不被破坏的前提下,在全状态空间内反复迭代以求出系统在Hamilton体系下的主要本征解,该方法从计算本征值方面为大型系统的降阶研究开辟了另一条途径。本文还成功地将它引入到时变系统的求解中。 精细积分法是一种精度很高、绝对稳定的计算常微分方程的迭代格式算法,而且任何时刻的值可一次求出,可以有效地解决常系数线性刚性微分方程的刚性及其计算危险性问题,经过改进的精细积分法在求解非线性微分方程时也显示出巨大的优势,由于精细积分法可以有效的解决上面两种问题,所以本文建立了一种刚-弹耦合模型,用该方法进行了数值仿真,计算结果表明精细积分法在求解这类问题时同样适用,这为柔性多体系统动力学方程的求解提供了新的思路。