基于Lagrange运动方程的悬臂梁的固有频率分析

将悬臂梁的自由振动挠度函数假设为各阶振型函数与关于时间的广义坐标乘积的线性组合,推导得到了系统动能与弯曲变形能的级数形式的表达式。运用Lagrange运动方程得到了悬臂梁的前4阶固有频率方程及其解。并将计算结果与解析解进行了对比,分析了高阶固有频率误差值逐步增加的原因,提出了改进方法。研究表明,只要能够选取合适的振型函数,该方法对于不同边界条件的梁(柱)结构具有广泛的适应性,有着明显的理论意义和工程意义。

Lagrange方程应用于电系统和机电系统运动分析

分析力学是从能量的观点出发,运用数学中的分析法来求解力学问题,分析力学已应用于许多工程问题的求解.在简要介绍分析力学中的Lagrange方程的基础上,用Lagrange方程来求解电路中的RLC振荡问题,并提出了将Lagrange方程应用于电力系统暂态分析中需要考虑的若干问题.

基于LAGRANGE方程的深水钻井隔水管–水下井口系统动力分析

为了探究大质量、大刚度防喷器组(blowout preventers,BOPs)对深水钻井隔水管系统动态相应预测精度的影响,根据细长钻井隔水管与刚性防喷器组的结构特点,提出两者刚柔耦合的概念,采用能量法推导隔水管–防喷器组–水下井口系统的动能和势能,采用LAGRANGE方法建立耦合系统动力学理论模型,采用科学计算软件和Newmark-β直接积分法对动力学模型进行数值计算。以南海某深水钻井隔水管为例,开展基于耦合动力学模型的隔水管系统动态响应分析。结果表明,采用本文理论模型得到的隔水管不同位置的节点位移、单元弯矩、上部和下部挠性接头转角时程曲线、整体侧向位移包络线和弯矩包络线等与ABAQUS仿真结果均吻合良好,最大误差为8.8%。此方法可为深水钻井隔水管和水下井口系统动态分析提供参考。

常微分方程组初值问题的Lagrange插值逼近方法

常微分方程的快速发展和很多学科有着紧密的关系,随着众多的数学家对其研究的不断加深,极大地推动了现代数学的发展。因此,本文研究拉格朗日插值(Lagrange)逼近方法在常微分方程组初值问题上的应用,推导出Lagrange插值法的逼近算法,求解常微分方程组初值问题的数值解,也就是通过具体的例子,利用Lagrange插值逼近方法构造相对应的数值格式,寻找误差和多项式次数的关系,将结果可视化,最后对相应的误差结果进行分析。数值结果表明Lagrange插值逼近方法具有较高的精度。

倒立摆系统的Lagrange方程建模与模糊控制

针对多变量、非线性和强耦合性的倒立摆系统 ,采用分析力学中的Lagrange方程来建立其动力学方程 ,并提出一种基于模糊组合变量的控制方法·研究结果表明 ,利用分析动力学方法来建立倒立摆系统的数学模型可以大大降低建模的复杂性 。

柔性航天器动力学建模的伪坐标形式Lagrange方程

航天器动力学建模过程中 ,常采用伪坐标形式Lagrange方程。文章针对多柔体航天器的情况 ,利用Hamilton原理 ,导出了柔性航天器动力学建模的伪坐标形式Lagrange方程 。

用Lagrange方程求自由质点在球坐标系中运动微分方程

利用Lagrange方程和坐标变换的方法,本文详细地给出了自由质点在球坐标系中运动微分方程的求解过程.在求解过程中,数学推导严密,过程详尽,并且思路清晰,这对于理解和掌握这部分知识有一定的指导和参考意义。

基于Lagrange方程建模的单级旋转倒立摆控制

介绍一种新型单级旋转倒立摆系统的构成,通过对其动力学特性的分析建立了基于Lagrange方程的数学模型。在平衡点附近给出系统的线性化模型,对系统的稳定性、能控性和能观性进行了分析。利用线性二次型最优控制策略LQR方法设计了控制器,并在仿真实验和实物实验中实现了倒立摆的平衡控制。实验表明,系统稳定性好、鲁棒性较强。

多体系统Lagrange方程数值算法的研究进展

Ｌａｇｒａｎｇｅ方法是建立多体系统动力学方程的普遍方法之一，其方程的形式为常微分方程组或微分一代数方程组，数值计算与数值分析是研究多体系统动力学特性的重要方法．本文简要介绍了多体系统动力学方程的第一、二类Ｌａｇｒａｎｇｅ方程和修正的Ｌａｇｌａｎｇｅ方程的基本形式及这些方程的正则形式，着重介绍了正则方程在数值计算中的特点，就多体系统Ｌａｇｒａｎｇｅ方程的隐式算法、辛算法和多体系统动力学特性的数值分析方法（包括数值仿真、Ｐｏｉｎｃａｘ６映射和ＬｙａＰｕｎｏｖ指数的计算方法）的研究现状进行了综述．

用第一类Lagrange方程求解平面多体系统约束力的方法

利用第一类Lagrange方程建立多体系统的动力学方程时,系统的约束力是与Lagrange乘子有关的函数。该文采用笛卡儿坐标和建立约束方程的局部方法,给出了一种求解多体系统约束力的方法。该方法可使固定支承面的法向约束力及铰链约束力在惯性坐标轴上的投影与Lagrange乘子一一对应,从而便于系统约束力的分析和求解,最后用算例验证了该方法的正确性。

用Lagrange分析方法确定固体炸药基于JWL状态方程的反应速率方程

利用Lagrange实验结果和改进的Lagrange分析方法,对固体炸药在动高压流场中的本构方程进行了整体标定.未反应炸药和已反应产物都采用JWL状态方程.分析得到了每个Lagrange位置上的压力p,质量速度u,比容v,比内能随e时间的变化过程,同时可标定基于JWL状态方程的固体炸药的点火与增长型反应速率方程.标定的JWL状态方程和点火与增长型反应速率方程具有良好的相容性,参数可以直接用于动力学计算程序LS-DYNA3D.本文对铸装TNT炸药的二维起爆过程进行了计算.

应用Lagrange方程研究刚弹耦合动力学

如何将Lagrange方程应用于连续介质力学,一直是学术界关注的理论课题。Lagrange方程建立和应用都涉及变分学,从变分学的基本理论研究做起,是研究这类问题的一条可行的途径。应用变导的概念和运算法则,研究了Lagrange方程中的求导的性质,进而成功地将Lagrange方程应用于弹性动力学。根据功能原理和能量守恒定律,给出刚弹耦合动力学的动能和势能,应用Lagrange方程,建立了刚弹耦合动力学的控制方程。这类研究在航天、航空、航海和机器人动力学中,都有重要应用。

广义力学中Lagrange方程的形式不变性

对称性方法是寻求守恒量的近代方法,形式不变性是一种新的对称性.研究广义力学中Lagrange方程在无限小变换下的形式不变性.给出形式不变性的定义和判据.建立形式不变性导致守恒量的条件,并举例说明结果的应用.

基于Lagrange方程的3RPS/UPS冗余驱动并联机构柔顺控制

并联机构增加冗余驱动支链可提高其力学和运动学性能,但增加了其控制复杂程度。为实现冗余驱动并联机构的有效控制,推导了3RPS/UPS冗余驱动并联机构各支链的运动协调性方程。基于虚功原理,推导了3RPS并联机构Lagrange动力学方程,由此建立了机构的鲁棒性轨迹跟踪控制模型。确立了冗余驱动支链的动力学方程,由此建立其目标阻抗控制模型。采用模糊PID控制策略对冗余驱动支链目标阻抗模型进行实时内力跟踪,保证支链的内力控制在合理范围之内,实现了对冗余驱动并联机构的柔顺性控制。通过仿真分析验证了控制策略的有效性。

辐射流体力学Lagrange方程组一类人为解构造方法

针对一维Lagrange辐射流体力学方程组,基于物理量在Euler空间和Lagrange空间的微分关系,提出了一种人为解构造方法,并构造了一类一维Lagrange辐射流体力学方程组人为解.构造的人为解在整个计算区域光滑可微,质量方程无源项.将构造的人为解应用至二维辐射流体力学Lagrange程序中,从数值误差、收敛阶方面验证了程序的正确性,展示了人为解的可行性和适用性.

非线性热传导方程的Lagrange插值逼近

利用Legendre-Gauss-Lobatto节点为插值节点,构造Lagrange插值多项式,作为基函数展开问题的数值解,逼近有界杆上的非线性热传导方程Neumann边值问题的正确解。给出算法格式和相应的数值例子,表明所提算法格式的有效性和高精度。所给算法也可用于求解其他非线性问题的Neumann边值问题。

基于Hamilton体系的Lagrange方程盒式倾转旋翼无人机建模

针对倾转旋翼飞行器动态倾转过程中动力学建模问题进行了研究。首先,从多体动力学出发,以某盒式倾转旋翼无人机为算例,将该无人机假设成由机翼、机体、涵道风扇、倾转旋翼等组成的多刚体系统。其次,通过不同刚体质心间的位移约束,建立该无人机系统的非保守力和力矩矩阵,以及动能、势能、余虚功和逆势能模型。最后,分别基于Hamilton体系下的Lagrange方程和第二类Lagrange方程推导并建立了该盒式倾转旋翼无人机的动力学模型。仿真结果表明:两类Lagrange方程所建动力学模型的仿真结果与实验数据一致,验证了所提建模方法的合理性;在倾转旋翼转速不变的情况下,倾转过程所用时间越长,无人机掉高越少,轨迹越光滑,但输入能量越多,具体倾转过程的设计要根据实际输入能量、倾转时间等需求进行确定。

对流层大气运动的Lagrange方法及应用

该文对对流层中轨迹法的应用进行了试验研究． 结果表明，对流层中等熵面上轨迹法应用效果最好，同时通过对物质线轨迹积分的改进，即在积分过程中不断加入新的点以保持物质线上点的密度，使轨迹法能够利用现有的资料分辨率，更细致的描述大气环流的演变． 利用轨迹法分析了１９９１ 年江淮梅雨期７ 月１～７ 日过程的水汽输送，表明此次过程江淮地区的水汽输送主要来源于孟加拉湾及南海，且强度以前者较大．

用Lagrange方程描述假手机构动力学的研究

本文在论述拟人假手机构模型的基础上,用Lagrange方程建立了多自由度假手机构的运动方程式——动力学模型,编写了计算程序。本方法概念清晰,使用也较方便,对生物力学、仿生机构学。机器人工程学等的研究都具有参考价值。

Lagrange方程应用于连续介质力学

如何将Lagrange方程应用于连续介质力学,一直是学术界关注的理论课题。应用变导的概念和运算法则,研究Lagrange方程中的求导的性质,进而将Lagrange方程应用于线性弹性动力学和非线性弹性动力学,并且给出相应的算例。结果表明,借鉴变积分学来解决将Lagrange方程应用于连续介质力学的问题是可行的。