大变形柔性梁系统的绝对坐标方法

研究了绝对坐标法在大变形柔性梁系统刚-柔耦合动力学问题中的应用.考虑几何非线性,用绝对坐标法推导出有限元离散的平面梁系统的动力学方程.用能量守恒原理验证了绝对坐标法计算结果的正确性.比较大变形时的绝对坐标法与一次近似的混合坐标法的计算结果表明,文中绝对坐标法比一次近似的混合坐标法模型更精确,适合于大变形的情况.

基于绝对坐标的实体单元在多体系统动力学中的应用

为研究具有复杂几何外形的柔性多体系统的动态应力响应或大变形运动,需提供一种能描述复杂几何外形并支持大变形的柔性体建模方法。利用完全非线性有限元方法,在多体系统框架下,开发包括线性和二次插值两种类型的四面体、五面体和六面体6种三维大变形实体单元,为准确描述多体系统中实体柔性体的大变形和任意的刚体运动提供一种建模方法。同时通过引进虚刚体建立实体单元和刚体的约束,利用赫兹理论处理实体单元和刚体之间的碰撞问题,将实体单元与多体系统有机结合在一起。最后通过数值算例验证了实体单元在多体系统动力学中的应用可行性和有效性。

基于绝对坐标的柔性机器人逆动力学建模和轨迹跟踪

采用了 Timoshenko梁理论和有限元法 ,由 L agrange方程建立了基于绝对坐标的柔性机器人逆动力学模型。由提出的非线性方程数值解法 ,求解出柔性机器人的输入关节角或驱动力矩 ,以此作为输入参量 ,可使机器人能够非常准确地跟踪末端轨迹。文中就三柔性臂机器人进行了仿真 。

基于绝对坐标的商用车排气管设计

针对常规设计方法容易引起的排气管漏气、排气管难以加工及整车排气系振动较大的问题,文章使用CAD、CATIA和EXCEL工具,提出利用绝对坐标对商用车排气管进行精确化设计的方法,使设计、计算和检验一体化,大大缩短设计和检验周期,已在生产实践中得到应用。

论UG"绝对坐标"法装配建模在比赛中的应用

在国家、省市的有关机械类专业三维建模设计大赛中,均是10几个或20几个零件建模后,按照装配图进行装配建模,之后出工程图,在3h的有限时间内完成,的确是一个挑战.约束的装配方法费时,且容易出错,本文介绍"绝对坐标"法进行装配建模,既能缩短时间,又能保证准确无误.

关于高精度轨道绝对坐标测量系统应用的探讨

保证高速列车运营安全和舒适性的首要条件是轨道的高平顺性,轨道的高平顺性依赖于高质量的轨道铺设和养护维修,而获得高质量轨道几何线形的基础是精密的测量技术,因此,高速有砟轨道建立高精度轨道绝对坐标测量系统,不仅是施工的需要,也是今后线路养护维修工作的基础和保证。建立高精度轨道绝对坐标测量系统在国内具有其先进性和创新性,并具有极高的应有价值,对指导时速200～250km有砟轨道养护、维修、施工是适宜的,便于操作和实施,具有较高的经济、社会效益。

既有提速线路绝对坐标精密控制网建网精度研究

针对传统方法的不足以及既有线提速后对线路养护的更高要求,参考国内外研究情况,文章对铁路提速线路绝对坐标测量控制网构建进行了精度研究和误差分析,提出了一些改进措施,对施测的具体流程进行了详细设计,希望对于当前我国铁路大提速情况下的铁路养护有所借鉴。

舰炮绝对坐标法计算精度仿真分析

为了评估绝对坐标法射击时计算参数对诸元精度的影响,基于绝对坐标法的计算原理,给出了利用高斯投影正算算法计算目标相对坐标和射击诸元的数学模型,分析了计算参数的误差对射击诸元的影响,并通过设定符合实际的条件进行了仿真计算。仿真结果表明目标航迹向误差、敌我对地航速误差会导致射击诸元误差随推算时间产生累积效应,当上述装定参数误差均值增大1倍,诸元误差达到相同大小所需时间减少一半;射击舰航迹向误差、风流压差角误差均值增大1倍,诸元误差也增大1倍;相同大小的误差均值,射击舰航迹向、对地航速误差相对于目标对诸元精度的影响更大。

相对坐标与绝对坐标结合制导测量方法研究

采用相对坐标和绝对坐标是常用的两种制导测量方法．为提高制导系统的抗干扰能力，本文针对某类采用相对坐标制导的系统，给出了一种相对与绝对坐标结合的制导测量方法．

绝对坐标编程及增量坐标编程

数控系统的位置/运动控制指令可采用两种编程坐标系统进行编程,即绝对坐标编程(absolute programming)和增量坐标编程(incremental programming)。

绝对坐标系中的双脉冲控制问题解法

3.1 二体问题的必要关系在绝对坐标系中研究控制问题要选择双脉冲交会机动模式的原因有二:其一,自由轨道法的立足点是这一模式;其二,这样提出的控制问题成为双位置轨道确定的传统问题,其解法已经过充分研究。应指出的是,绝对坐标系中可以提出并解决更复杂的控制问题。还必须指出,当并非同时测量所有的六个,而仅测量相对运动的三个位置参数时,可以用双位置轨道确定法解决直接获取绝对运动参数的确定性估值问题。

基于绝对节点坐标法薄板结构振动特性分析

为研究柔性结构大变形问题,采用绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)对大变形柔性体结构进行建模。该方法由变形梯度和格林-拉格朗日应变来描述结构的运动以及变形,通过斜率矢量替代传统有限元法中的广义节点坐标,可直接用于解决结构中较复杂的大位移、大转动和大变形问题。根据绝对节点坐标法原理,研究薄板单元以及全参数板单元的振动特性,利用连续介质力学推导出单元的广义弹性力矩阵和切线刚度矩阵,由此建立板单元的动力学方程。利用MATLAB软件分别对薄板单元和全参数板单元进行自由模态分析,并将其仿真结果与ANSYS结果进行比较,同时通过牛顿迭代法验证2种板单元的收敛性。结果表明,消除厚度振荡影响的降阶薄板单元比全参数板单元有更好的精度和收敛特性,在针对模态分析的结构上,通过固有频率对比数据得出误差基本一致,从而单元的正确性得到验证,为后续研究和应用提供理论基础。

基于绝对节点坐标法的复杂构型输流管道简支支承设计研究

输流管道广泛应用于海洋、核电、航空航天等重大工程领域,因管道与流体间的耦合效应,在流体作用下管道会出现屈曲、颤振等失稳行为.一般而言,边界支承对管道动力学特征有着重要影响,不同支承位置显著影响管道的稳定性与振动特性.当前关于管道流固耦合动力学的研究大多集中于单一的直管或规则型弯管(如弧型、半圆型和正弦型等),对于实际工程中常见的复杂构型管道,比如L型、S型和U型等,研究还较为少见.文章基于绝对节点坐标法(absolute node coordinate formulation, ANCF)建立了具有普适性的非线性振动理论模型,可用于解决任意构型和任意支承边界下输流管道动力学问题.以L型、S型和U型3种典型构型输流管道为研究对象,首先开展了收敛性分析,找出合适的计算单元数.然后借助CFD仿真结果与理论模型进行对比验证,计算结果表明,相较于有限元方法,基于绝对节点坐标法建立的理论模型在预测复杂构型输流管道的非线性变形时,具有更高的计算效率.基于该理论模型,研究了简支支承位置对3种构型输流管道的固有频率、屈曲位移和应变特征的影响规律.研究发现,存在最优简支支承位置使得输流管道基频达到最大、屈曲位移和应变的极值达到最小.本研究为提高工程中管道的稳定性与使用寿命提供了理论依据与设计指导.

基于绝对节点坐标方法的压发装置建模与优化

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题.基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型,搭建了压发装置结构的精确有限元模型;设计了压发装置加载实验系统,采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性.根据目标触发载荷范围,优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数.数值模拟直接指导了压发装置参数设计,并已成功应用于型号研制.

采用绝对节点坐标法的剪式单元可展机构动力学分析

针对可展机构在工程实践中由于质量轻、柔度大、尺寸大等特点而暴露出展开精度低、控制复杂和运动失稳等问题,采用绝对节点坐标法(ANCF)从多柔体角度分析了构件柔性对剪式单元可展机构动态特性的影响。首先,基于绝对节点坐标法,提出了一种新型无闭锁平面梁单元;然后,考虑服役于太阳能帆板、伸展臂等空间机构的剪式单元可展机构的构型特点与运动条件,基于第一类拉格朗日方程建立了三单元可展机构动力学模型;最后,采用动力学模型分析了杆件柔性对可展机构动力学行为的影响。研究结果表明:所提出的新型单元在解决单元闭锁问题的同时,将计算效率提升了18.2%;构件柔性会导致不同构件间产生共振和谐振现象,影响可展机构的展开精度。该研究可为大型、超大型伸展臂的在轨展开提供理论参考。

绝对节点坐标法大型风力机复合材料叶片的动态特性

为研究大型风力机旋转复合材料叶片的非线性结构动态特性,采用绝对节点坐标法,并基于一般连续介质力学理论和复合材料本构关系,推导广义质量与刚度矩阵,建立大型风力机旋转复合材料叶片的非线性动力学模型。为描述叶片的转动,引入大范围转动连体坐标系,结合摄动原理及线性化方法,构建旋转叶片的状态方程。以非线性梁标准算例验证了模型的准确性,并以DTU-10MW风力机复合材料叶片为对象,分析了静止与旋转条件下的动态特性。结果表明,由于叶片的大型化和非线性变形特点,叶片静止时的挥舞、摆振和扭转振型存在显著耦合;由于动力刚化效应,叶片的各阶频率会随着转速的提高而改变,并对振型的挥舞和摆振产生较大影响。

径向运动方程在绝对、相对坐标系下的相互转换

针对叶轮机械中绝对坐标系下径向运动方程与相对坐标系下径向运动方程相互转换的问题进行了讨论,给出了相应的推导过程,澄清了一些关于该问题的解释.

柔性多体系统动力学绝对节点坐标方法研究进展

阐述了多体系统动力学理论的研究背景,指出了多种传统的柔性多体系统动力学研究方法的不足.系统地从4个方面回顾了柔性多体系统动力学绝对节点坐标方法诞生十几年以来的研究进展,即:单元研究进展、系统动力学方程求解数值算法研究进展、非线性材料多体系统动力学研究进展以及相关的应用研究进展.最后提出了值得进一步研究的问题.

基于绝对节点坐标法的变截面梁动力学建模与运动变形分析

复杂变截面梁结构在运动过程中产生柔性变形对其运动精度与动力学性能有很大影响,因此建立准确的数学模型描述其柔性变形十分重要。基于绝对节点坐标法,考虑变截面梁单元边界特性,建立单元边界非线性函数关系,通过改变积分上下限,将其引入到单元质量矩阵、刚度矩阵的计算模型中。基于牛顿方程,建立变截面梁系统的柔体动力学模型。利用Matlab数值仿真,对不同单元数目、不同变截面参数的单摆梁进行动力学仿真分析。结果表明梁结构的刚度计算值与划分的单元数目相关,不同单元数目会影响系统仿真计算的效率和精度,使得运动变形仿真产生较大偏差。在保证梁体积相同的情况下,改变梁单元边界函数,可提高梁的刚度,减小其末端的运动变形,提高梁的动力学性能。在不影响梁刚度的前提下,通过改变梁截面参数,可有效降低梁的质量。