多体系统动力学

摘要： 基于兼有矢量力学与分析力学的优点、在多体系统问题分析中有着广泛应用前景的凯恩方法,建立了链式多体系统动态特性分析模型,并进一步给出了求解其(铰)接点约束力的计算方法。最后,利用多体系统离散时间传递矩阵法和经典力学方法对计算模型的有效性和准确性进行了验证。相关结果对基于Kane方法开展多体系统动力特性分析具有参考意义。

摘要： 大型空间展开臂地面微重力模拟试验需解决复杂多维运动下的高精度动态重力卸载问题,文章提出了一种智能跟随气浮与悬吊相结合的大型空间展开臂地面微重力模拟试验方法。建立了模拟系统的动力学模型,并在动力学仿真分析的基础上,完成了模拟系统卸载效率的指标分配。通过地面微重力模拟试验验证,结果表明:应用该方法的地面微重力试验系统能够实现大型空间展开臂的复杂多维运动跟随和动态高精度重力卸载,且关节处的附加阻力矩以及各吊点处的卸载效率均满足指标要求,可为相关大型空间机构动态重力卸载提供参考。

摘要： 为建立用于汽车悬架仿真研究的路面模型,及由路面振动产生的底盘滚动和反弹,同时调整悬架参数进行性能优化设计,进行了基于MATLAB的汽车悬架多体动力学仿真研究。以四分之一车桥为模型,建立其物理模型图示,给出了悬架系统的动力学数学模型。基于Simulink多体动力学仿真环境,搭建了用于悬架仿真研究的路面模型,模型通过PD控制器实现高精度闭环控制。建立双横臂式悬架模型,并与路面模型相连接,实现了悬架路面模拟仿真。仿真结果得到了悬架系统底盘的滚动和反弹变化,为汽车独立悬架仿真研究与优化设计提供了参考。

摘要： 针对导弹发射装置动力学建模困难的问题,本文采用多体系统分析的方法,建立发射装置结构拓扑图和元件间传递方程,以推导系统的总传递方程。为研究初始扰动因素对导弹发射精度的影响,本文利用多体系统传递矩阵法和刚柔耦合理论,对发射模型进行动力学分析,并利用机械系统动力学自动分析和Creo设计了多刚体和刚柔耦合仿真系统。结果表明:刚柔耦合系统具有吸收振动的功能;导弹的发射间隔越大、闭锁力越小,导弹的初始扰动越小,发射精度越高;添加燃气流力的模型更能准确地反映导弹实际发射过程。

摘要： 为研究移动副间隙对机构动态特性的影响,建立了移动副间隙数学模型。区分了滑块与导轨不同的接触形式,并分别匹配合理的接触力模型。采用考虑粘-滑转变的摩擦力模型计算滑块所受切向摩擦力。以曲柄滑块机构为研究对象,建立了多体系统动力学模型,将间隙接触力作为系统外力引入所建立的动力学模型中。开展基于MATLAB的机构动力学仿真,对比不同间隙尺寸与驱动速度下系统动态响应曲线。分析并得出移动副间隙对机械系统动态特性影响规律,为机械设计与机械装备开发提供理论指导。

摘要： 多柔体系统动力学主要研究由多个具有运动学约束、存在大范围相对运动的柔性部件构成的动力学系统的建模、计算和控制.多柔体系统不仅具有柔体大变形导致的几何非线性,更具有大范围刚体运动引起的几何非线性,其非线性程度远高于计算结构力学所研究的几何非线性问题.本文基于李群局部标架(local frame of Lie group,LFLG),讨论如何发展一套新的多柔体系统动力学建模和计算方法体系,具体内容包括:基于局部标架的梁、板壳单元,适用于长时间历程计算的多柔体系统碰撞动力学积分算法,结合区域分解技术的大规模多柔体系统动力学并行求解器,以及若干验证性算例.上述基于李群局部标架的方法体系可在计算中消除刚体运动带来的几何非线性问题,使柔体系统的广义惯性力、广义弹性力及其雅可比矩阵满足刚体运动的不变性,使多柔体系统动力学与大变形结构力学相互统一,有望推动新一代多柔体系统动力学建模和计算软件的发展.

摘要： 四面体单元可用于具有不规则柔性构件的多体系统动力学仿真,因此课题组基于拉格朗日方程研究了绝对节点坐标(ANCF)四面体单元体积坐标下的动力学模型.基于四面体单元中笛卡尔坐标与体积坐标的关系,构建了用体积坐标表示的动能和应变能,将其代入拉格朗日方程建立了运动微分方程.通过静动态实例分析了所建ANCF四面体单元动力学模型的收敛性和精度.与ABAQUS软件四面体单元进行比较,结果显示:ANCF四面体单元的精度高于ABAQUS四面体一次单元,随着单元数增加,精度可与二次四面体单元一致.

摘要： 在太空衍射望远镜桁架展开过程中,各个桁架单元展开锁定的瞬间会引起构件的弹性振动,并对星体与主镜产生较大冲击.在考虑桁架各部件弹性变形的基础上,针对系统拓扑结构和约束条件的变化,对桁架展开与锁定过程建立了变拓扑的柔性多体系统动力学模型并进行了动力学数值分析.当桁架单元锁定时通过在关节处施加强力矩和阻尼来模拟锁定机构的作用.数值仿真结果表明,在锁定瞬时,桁架在纵向呈现大幅度振动,星体与主镜受到的冲击力出现峰值,且每一次峰值有差异,呈现周期性变化,这种现象是由桁架柔性部件的弹性变形引起的.研究结果对太空衍射望远镜结构设计与动力学控制提供了技术参考.

摘要： 本文针对输送机在运行中经常会出现输送带的跑偏问题,对各种跑偏形成的原因及其规律进行了分析研究,并提出运用多体系统动力学办法对系统做离散化的处理,并对滚筒运行的情况及平行度、输送带的黏弹性和压陷程度等各个方面的情况进行研究.研究显示,输送带的跑偏不只是同其受力的程度相关,还跟材料的黏弹性相关;输送带的偏移量同所受压陷的程度相关,受压越深偏移量越大;输送带的跑偏问题会造成主动的滚筒应变应力及整体分布产生变化,减少输送带寿命.

摘要： 本文针对输送机在运行中经常会出现输送带的跑偏问题,对各种跑偏形成的原因及其规律进行了分析研究,并提出运用多体系统动力学办法对系统做离散化的处理,并对滚筒运行的情况及平行度、输送带的黏弹性和压陷程度等各个方面的情况进行研究。研究显示,输送带的跑偏不只是同其受力的程度相关,还跟材料的黏弹性相关;输送带的偏移量同所受压陷的程度相关,受压越深偏移量越大;输送带的跑偏问题会造成主动的滚筒应变应力及整体分布产生变化,减少输送带寿命。

摘要： 典型的多体系统动力学方程为指标3的微分/代数方程(DAEs),通常通过对约束方程求导将其降阶为指标1的形式,但往往引起约束违约.本文对采用约束违约稳定策略及约束投影策略所得到的指标1DAEs设计了相应的广义-α数值方法,不仅具有较高的计算效率,更具有良好的约束稳定性.

摘要： 针对特殊传动领域对同步带传动寿命、精度和噪声所提出的限制要求,本项目以前期研究成果为基础,借助等共轭曲率高阶接(切)触啮合理论,提出具有传动精度高、承载能力强,噪声低等优点的微侧隙新型人字齿同步带传动.本项目旨在利用现代啮合理论和多体系统动力学对新型人字齿同步带传动啮合性能进行深入研究,填补我国在人字齿同步带制造技术和传动等机理研究的空白.提出了基于高阶切触阶啮合理论的新齿廓人字齿同步带与带轮的法面齿形，研究了各参数间相互耦合关系与影响规律，优选了齿形参数;提出了人字齿传动啮合及干涉数学模型，研究了啮合性能和啮合干涉，揭示了节距差和螺旋角对齿形干涉形貌影响规律。(2)研究加工带轮与模具空间曲面特性，确定了啮合界限点和根切界限点的数学模型，解决模具二次包络加工及制造问题。制备出新齿廓人字齿样带。实验研究得出:人字齿噪声比直齿同步带噪声低11dB(A)，振动小，运行平稳，传动误差小，疲劳实验齿面耐磨性好。采用多体系统动力学等仿真技术进行了人字齿同步带噪声、振动、带齿应力分布、传动误差等传动性能机理研究，得出结构参数对噪声、带齿应力分布、振动幅度、传动误差等影响规律以及重要的结构参数，为今后人字齿同步带的应用提供技术基础。

摘要： 多体系统的平动和转动耦合系数矩阵的计算是多体系统动力学建模的关键步骤之一.本文采用有限元软件ANSYS的APDL语言实现了平动和转动耦合系数矩阵的计算.本文着重介绍了挠性附件的平动和转动耦合系数矩阵及各参数的物理意义,及其在有限元软件中的计算方法,然后给出了采用ANSYS的APDL语言的计算流程及具体程序,最后给出了计算结果.

摘要： 介绍了虚拟样机技术的发展和应用，并给出多体系统动力学的理论基础。将虚拟样机技术应用于某航炮系统的仿真，在LMS Virtual.Lab平台下建立了航炮虚拟样机，验证了航炮虚拟样机模型的合理性。并对航炮系统的后座力和射击精度进行了优化。

摘要： 基于多体系统动力学,对某型号重卡用橡胶悬架进行拓扑结构解析,在ADAMS中建立橡胶悬架的多体系统动力学模型,对该型号橡胶悬架进行系统性能稳定性和系统结构可靠性的动力学特征进行分析研究.研究结果表明,线性系统表现稳定性较好,橡胶悬架的拓扑结构设计合理,橡胶悬架主弹簧、辅助簧和连接衬套的弹性元件参数设计合理,在理论上能够很好的满足该型号重卡在设计载荷下的运行要求.

摘要： 利用第一类Lagrange方程建立了含滚动摩阻多体系统的动力学方程，由于动力学方程组是非光滑的，通过建立滚阻定律的互补条件和铰链约束力的互补条件，给出了该系统具有约束稳定化的基于事件驱动法的数值计算方法。最后通过两个算例验证了该方法的可行性和有效性。

摘要： 为解决是兵器、船舶、航空、航天、车辆、通用机械等领域许多工程问题多体系统动力学快速计算与设计的迫切需求，近15年提出并逐步完善一种多体系统动力学新方法——多体系统传递矩阵法。由于其多体系统动力学分析无需系统总体动力学方程和快速计算的特点，被广泛用于各种多管火箭、自行火炮、舰炮等复杂大型机械系统动力学分析与设计。本文介绍多体系统传递矩阵法的研究进展，包括：线性多体系统传递矩阵法、多体系统离散时间传递矩阵法、二维系统传递矩阵法、受控多体系统传递矩阵法以及多体系统传递矩阵法和通常动力学方法的混合方法等，给出了多体系统传递矩阵法解决自行火炮、多管火箭等武器多体系统动力学的重大工程应用实例。

摘要： 本文以多体系统动力学理论为基础,利用ADAMS/View建立实验样车的双桥转向系统,分析转向梯形断开点对阿克曼与车轮前束变化特性影响,以及转向传动杆系对双转向桥转向传动比率的影响,同时利用ADAMS/Insight进行优化计算,得出最优结论。

摘要： 针对某车型麦弗逊式前悬摆臂轴套耐久试验中开裂的现象,利用Adams/Car建立前悬架模型,求出4种经典静载工况下的轴套受力并以此进行判断,同时基于多体求解的轴套受力,利用有限元法进行应力分析加以验证,确定开裂原因,为后期结构优化提供参考.

摘要： 针对某车型麦弗逊式前悬摆臂轴套耐久试验中开裂的现象,利用Adams/Car建立前悬架模型,求出4种经典静载工况下的轴套受力并以此进行判断,同时基于多体求解的轴套受力,利用有限元法进行应力分析加以验证,确定开裂原因,为后期结构优化提供参考.

摘要： 一种方法可以执行来诊断车辆的空气动力学系统并且包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于车辆的空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，其与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 多体动力学和有限元显式动力学联合仿真车辆碰撞过程的方法及系统，包括：获取多体动力学的仿真车辆模型；进行多体动力学的车辆碰撞仿真分析，进而得到其运动姿态信息；将运动姿态信息作为输入控制信息，添加到有限元非线性瞬态动力学的模型中，进行显式动力学分析；根据车辆的显式动力学仿真结果确定车辆碰撞损伤程度，作为汽车碰撞远程无人定损的仿真依据。本发明兼顾了多体动力学计算时间短和显式动力学计算结果精度高的特点，获得汽车仿真碰撞分析的结果，作为远程无人定损的仿真依据。

摘要： 一种用于燃料供给系统的流体动力学装置，所述流体动力学装置(50)包括沿着轴线(A)延伸的进口管道(51)、沿着轴线(A)延伸的出口管道(52)、进入管道(53)以及连接管道(54)，进口管道(51)、出口管道(52)和进入管道(53)会聚到所述连接管道中；连接管道(54)限定了进口管道(51)与出口管道(52)之间的收缩部，从而在使用期间，进入管道(53)中形成的燃料压力低于进口管道(51)和出口管道(52)中的燃料压力。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 一种方法可以执行来诊断车辆的空气动力学系统并且包括以下步骤：(a)至少部分基于空气动力学元件相对于车辆的车体的位置，经由控制器确定作用于车辆的空气动力学元件上的预期下压力；(b)至少部分基于从至少一个力传感器接收到的信号，经由控制器确定测量下压力；(c)至少部分基于预期下压力和测量下压力，经由控制器确定偏差；以及(d)至少部分基于该偏差，经由控制器控制空气动力学元件。

摘要： 本发明公开了一种采用系统粗粒化分子动力学研究重复聚酰亚胺体系热力学性质的模型构建方法。该方法包括下述步骤：a)对合成所述聚酰亚胺所采用的二酐和二胺组成的熔体体系进行全原子动力学模拟，得到所述熔体体系的平衡构象以及密度；b)采用合理的系统粗粒化模型映射方案，分析得到全原子动力学模拟的成键构象分布函数和径向分布函数RDF；c)将步骤b)得到的全原子动力学模拟的成键构象分布函数和径向分布函数RDF进行玻尔兹曼变换，从而进行粗粒化模型分子动力学模拟；d)得到所述聚酰亚胺分子的粗粒化势函数。本发明用苯型四甲酸二酐和4,4‘‑二胺基二苯醚聚合而成的Kapton薄膜为例，通过上述步骤，得到与实验相匹配的热力学性质(密度、玻璃化转变温度等)。

摘要： 本申请涉及一种用于车辆(200)的传动系统(100)，传动系统包括流体动力学缓速器(2)、第一传动系统部件，诸如变速器输入部(3a)，以及控制器(7)，控制器构造成在时间点(t1)处激活流体动力学缓速器(2)，该时间点基于第一传动系统部件的旋转加速度(10)确定。本公开还涉及控制流体动力学缓速器(2)的方法。

摘要： 系统动力学全局稳定建模的动力学模型。提供了一种用于训练动力学模型以学习物理系统的动力学的系统和计算机实现的方法。特别地，可以学习动力学模型，以能够基于物理系统和/或其环境的当前状态来推断物理系统和/或其环境的未来状态。学习动力学模型固有地是全局稳定的。也就是说，代替于学习动力学模型并且试图单独地验证其稳定性，可学习的动力学模型包括可学习的李雅普诺夫函数，其与物理系统的标称动力学一起被联合地学习。因此，学习动力学模型高度适合于现实生活应用，在现实生活应用中，由于学习动力学模型固有地是全局稳定的，因此物理系统可以假定在训练期间未被看见的状态。