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弹性单摆的运动

本文给出了弹性单摆的运动微分方程  (本文共4页) 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

基于绝对节点坐标法的大柔性板结构动力学及稳定性研究

具有非线性特征、可承受大应变的轻质柔软材料随着软体仿生机器人的发展而显现出广阔的应用前景。基于柔性材料的机构具有极强的连续变形能力和运动灵活性,可在大范围里或复杂环境下高效作业,但柔性系统几何非线性与材料非线性的特点大大增加了动力学建模的难度;运动过程中产生的柔性大变形导致结构刚度矩阵不断变化,对运动精度与动力学性能造成影响,使系统稳定性无法保证。因此,研究大柔性系统动力学性能的关键是考虑材料特征建立准确、可靠的动力学解析模型。本文基于绝对节点坐标法,考虑结构的几何与材料非线性特征,对柔性系统进行动力学建模;基于不同材料本构模型对系统动力学特性变化规律进行研究;基于稳定性判据分析由粘弹性材料构成的柔性系统动力学稳定性。研究结果为软体机器人的动力学建模分析提供指导,对其运动精度的提高具有重要意义。主要包括以下几个部分:(1)基于绝对节点坐标方法的柔性系统动力学模型基于非线性介质力学理论,将Mooney-Rivlin和Neo-Hoo...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

斜碰撞振动系统动力学研究

斜碰撞振动系统不但具有正碰撞振动系统力学状态的非光滑特性,还由于相对切向速度和摩擦引起碰撞物体的切向变形,因而具有更大的研究难度。迄今,斜碰撞振动分析仍是一个开放的、富有挑战的难题。本文以含斜碰撞振动的约束力学系统为对象,采用理论分析、计算和实验相结合的方法,通过对斜碰撞瞬间力学过程的描述、斜碰撞振动系统的连续分析、碰撞振动的映射和分叉、含斜碰撞约束力学系统与固定面的碰撞振动、两自由度斜碰撞振动系统的周期运动及其稳定性、斜碰撞振动系统的实验等研究,较全面地揭示了单自由度和两自由度斜碰撞振动系统中存在的复杂非线性动力学行为。论文共计八章,其主要研究内容及学术贡献如下:(1)在瞬间碰撞假设和考虑碰撞面切向摩擦的情况下,斜碰撞前后的系统状态关系不能用任何简单的碰撞关系描述。为解决该问题,在第二章中提出了通过冲量步进来求解斜碰撞问题的思路,即在碰撞过程中逐次施加法向冲量和相应的切向摩擦冲量,由冲量-动量(矩)定理求得系统在每一步时的状态...  (本文共176页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

基于弹性细杆理论的深海立管和系泊线动力学模型研究

弹性细杆问题有着广泛的实际背景,立管、系泊线、钻杆、电缆、绳索等等都可将弹性细杆作为其力学模型。在海洋开发急速发展的今天,促使弹性细杆力学发展的一个新领域就是深海立管和系泊系统。本文以弹性细杆理论为基础推导了适用于深海立管和系泊线的运动微分方程。在推导过程中,本文考虑了多种类型立管和系泊线常见的布置形态,如悬垂状态、张紧状态等,使用有限元法在统一的整体坐标系中模拟了三维空间中的立管和系泊线。通过多单元类型的设置模拟了实际工程中存在的多类型材料组成的系泊线,并保证了结构截面的平滑过渡。本文推导的以深海中的立管和系泊线为对象基于弹性细杆理论的运动微分方程解决了悬链线模型不能处理的动态刚度问题,处理了梁模型不能模拟的深海管线动力响应问题,以及结构极端细长性引起的小应变大位移的几何非线性问题。在对结构的边界条件的处理中,根据实际工程情况,本文给出了弹簧阻尼约束和海底的模拟等处理方法。通过弹簧阻尼约束,可以方便地设定边界条件坐标系,在坐标...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春工业大学
长春工业大学

基于绝对节点坐标法的平面3-RRR并联机构动力学分析

柔性并联机构具有轻质、低能耗、高精度等优点,在航空航天、精密加工与测量、高速装配等领域有很广阔的应用前景。然而,柔性构件在驱动力或外力作用下很容易发生弯曲、拉伸等弹性变形,导致系统的运动精度降低,平稳性下降,严重时甚至出现系统失稳和柔性杆损坏。因此,准确建立柔性并联机构的柔性多体动力学模型,分析柔性并联机构的运动学和动力学行为,对工程应用具有重要的理论意义和应用价值。本文以柔性平面3-RRR并联机构为研究对象,采用绝对节点坐标方法建立其动力学模型。对柔性单摆梁和柔性空间双摆进行动力学仿真,同时利用有限元分析软件ANSYS建立相同条件下的有限元分析模型,验证了绝对节点坐标方法的求解精度和在三维大变形柔性系统中应用的可行性。完成对柔性平面3-RRR并联机构的柔性多体动力学建模和求解。将主动杆和从动杆均视为柔性杆,采用绝对节点坐标三维梁单元描述,通过直接积分方法求解系统动力学方程,获得了各时刻并联机构的位姿。结果表明,由于柔性杆的弯曲...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于量纲分析的地震作用下相邻建筑结构碰撞反应研究

地震过程中,相邻结构间的碰撞作用是造成结构破坏、倒塌的重要原因之一。在以往的震害中已经发现很多结构碰撞现象,尤其是建筑群密集的城市区,更容易发生结构间的碰撞作用而导致结构破坏。结构间的碰撞问题研究具有重要的理论意义和工程应用价值,目前国内外学术届和工程界已经开始广泛关注该项课题的研究。过去一些学者已经对该问题进行了相关研究,由于强地震动作用下的结构碰撞反应不仅与相邻建筑结构的动力特性相关,还受到强地震动特性的影响,是涉及到诸多材料和几何变量的高非线性问题,在众多参数影响下,很难得到全面清晰的反应规律。采用量纲分析方法可以有效解决参数复杂性问题,用较少的无量纲参数来表征结构碰撞反应,可以更好的得到结构在地震作用下的碰撞反应规律,为减少城市建筑密集区的结构碰撞灾害奠定基础。目前国内外只有一位学者将量纲分析方法应用到单自由度结构碰撞反应研究,并假定碰撞过程无接触体变形发生,因此不能实时描述结构在接触过程中的力与变形,而且其研究不能用于...  (本文共153页) 本文目录 | 阅读全文>>