平面多体系统动力学计算机仿真向量键合图法

为提高平面多体系统动力学计算机仿真的效率及可靠性,提出了相应的向量键合图法。由系统向量键合图模型基本场及结型结构的输入、输出向量间的代数关系,推导出便于计算机自动建立的系统状态方程及运动副约束反力方程的统一公式。根据运动约束关系,将平面运动构件及旋转铰的向量键合图模型组合起来,建立了3-RRR型平面并联机器人机构的向量键合图模型。通过有效的解耦方法,解决了微分因果关系及非线性结型结构给该类机构动力学计算机仿真所带来的代数困难。在此基础上,实现了3-RRR型平面并联机器人机构的计算机自动建模与仿真,验证了所述方法的可靠性及有效性。

向量键合图在平面多体系统建模中的应用研究

针对传统键合图应用在平面多体系统的建模中会导致模型复杂、不易理解等缺点的问题,提出了基于向量键合图的基础模型,对以上模型进行模块化处理,不仅可以用来表达平面多体系统的运动学及动力学特征,还具备形式紧凑,结构简洁的优点。在软件20-sim中通过单摆模型验证了基于基础模型进行建模的正确性;对双缸并联平台模型搭建的平台的多体结构部分的向量键合图模型与阀控缸的传统标量键合图模型连接进行仿真。仿真输出结果与运动学反解算法互相验证正确,证明基于键合图理论进行耦合建模对于多能域的平面多体系统是可行的,为多能域交叉的复杂耦合系统进行动态分析建模与仿真提供了新的有效工具。

含齿轮副平面多体系统动态静力分析向量键合图法

为提高复杂平面多体系统动态静力分析的效率及可靠性,提出了相应的向量键合图法。根据运动约束条件,建立了任意齿廓齿轮副的向量键合图模型。在此基础上,给出了建立含齿轮副平面多体系统向量键合图模型的理论方法。针对微分因果关系及非线性结型结构给含齿轮副平面多体系统建模与动态静力分析所带来的代数困难,提出了有效的增广方法。应用相应的算法,实现了含齿轮副平面多体系统计算机辅助建模与动态静力分析,由此说明了所述方法的有效性。

含槽轮副平面多体系统动力学建模向量键合图法

为提高含槽轮副的复杂平面多体系统动力学建模与分析的效率及可靠性,提出了相应的向量键合图法。根据运动约束条件,建立了柱销-直线滑槽副的向量键合图模型,适用于内、外啮合的槽轮机构。在此基础上,给出了建立含槽轮副平面多体系统向量键合图模型的理论方法。针对微分因果关系及非线性结型结构给该类平面多体系统动力学建模所带来的代数困难,提出了有效的解耦方法。应用相应的算法,实现了含槽轮副平面多体系统的计算机自动建模与动力学分析,由此说明了所述方法的有效性。

平面柔性多体系统完全动力学问题的回转键合图法

介绍平面柔性多体系统完全动力学问题的回转键合图法。给出了综合考虑刚弹性及多种能域相互耦合的平面柔性多体系统键合图模型的建立方法,推导出了便于计算机自动生成的系统状态方程及运动副约束反力方程的统一公式,克服了非线性几何约束及微分因果关系给建立系统状态方程及运动副约束反力方程所带来的代数环问题。回转键合图法特别适合于多种能域并存的系统。通过实例说明了方法的有效性。

平面柔性多体系统正碰撞动力学建模理论研究

针对目前柔性多体系统碰撞动力学建模方法存在的不足,对影响碰撞动力学仿真的主要因素如柔性体建模和碰撞初始条件进行分析,建立起基于变约束的柔性体碰撞动力学方程。首先,为了解决子结构法在处理碰撞界面搜索时面临的难题,引入多体系统柔性体有限元描述方法,推导出凸形柔性体接触点间法向位移约束的二阶导数形式。其次,从碰撞引起的接触界面速度不连续机理出发,结合连续介质力学间断面理论,给出碰撞瞬时由物体本身物理性质决定的接触位置处速度跳跃公式。最后对两弹性圆盘低速碰撞问题进行数值仿真。结果表明本文提出的改进方法符合力学基本原理,仿真结果满足收敛性要求。

平面多体机械系统的随机稳定性及Hopf分岔分析

首先建立平面多体机械系统的随机非线性动力学模型,得到It随机微分方程,求解了系统响应扩散过程的转移概率密度函数相应的FPK方程.然后运用拟不可积Hamilton理论对平面多体机械系统进行Hopf分岔分析,利用Lyapunov指数和奇异边界理论对该系统的局部和全局稳定性分别进行讨论.最后通过模拟平稳概率密度函数和联合概率密度函数的图像验证了理论结果.

复杂柔性多体系统耦合动力学的键合图法

为提高多能域耦合复杂平面连杆机构系统动力学分析的效率及可靠性,提出了键合图法.阐述了非惯性系下综合考虑刚、弹性及多能域相互耦合的平面柔性多体系统键合图模型的建立方法,推导出便于计算机自动生成的完整形式的系统状态方程及运动副约束反力方程的统一公式.将约束反力视做未知势源加在系统键合图相应的0-结处,克服了微分因果关系及非线性结型结构所带来的难以解决的代数问题,实现了计算机自动建模及仿真.最后通过实际算例验证了所述方法的有效性.