考虑摩擦作用的多柔体系统点—面碰撞模型

提出了考虑摩擦作用的多柔体系统的点 -面碰撞模型 ,基于Hertz接触理论和非线性阻尼项描述法向碰撞接触过程的动力学特性 ,利用线性切向接触刚度考虑碰撞过程中的摩擦作用。针对作大范围回转运动的柔性梁与一固定斜面发生碰撞的情况 ,在考虑刚柔耦合效应的多柔体系统动力学建模理论的基础上 。

作大范围回转运动柔性梁斜碰撞动力学研究

为正确估计由于碰撞引起的多柔体系统动力学特性的变化，针对作大范围回转运动的柔性梁与一固定斜面发生斜碰撞的情况，在考虑刚柔耦合效应的多柔体系统动力学建模理论的基础上，利用假设模态法建立起重力场作用下的柔性梁一致线性化动力学方程．为精细研究斜碰撞过程中系统的动力学行为，基于Hertz接触理论和非线性阻尼项建立法向碰撞接触模型，基于线性切向接触刚度建立柔性梁切向碰撞接触模型.提出的数值算法保证了计算结果的合理性，给出的仿真算例详细描述了柔性梁斜碰撞过程中的动力学特征．

含摩擦碰撞柔性机械臂动力学研究

研究了由柔性杆、柔性铰构成的机械臂的斜碰撞动力学问题。首先,采用高次刚柔耦合理论、应用Lagrange方程得到系统的递推动力学模型。然后,引入碰撞力势能,运用连续法建模获得碰撞力所对应的广义力,得到系统的碰撞动力学方程。采用Hertz接触模型和Coulomb摩擦光滑修正模型分别建立法向和切向碰撞模型,提出碰撞/分离切换准则。通过光滑化处理摩擦接触,提高了大型复杂柔性多体系统含摩擦碰撞全局动力学的计算效率。最后对国际空间站机械臂Canadarm2的简化模型斜碰撞过程进行仿真,验证了所提模型和算法的有效性。