4.3.1 参数分析
4.3.2 形函数及数
4.3.3 LuGre摩擦模型
4.3.3 多体系统算法流程的代码运行表示
5 数据处理
5.1数据分析
5.2 MATLAB模拟
5.2.1 运动模拟
5.2.2 X方向的位移
5.2.3 Y方向的位移
5.2.4 不同摩擦系数情况下梁中点沿X、Y方向的位移情况
结 论
致 谢
参 考 文 献
1 引言
1.1 研究的目的与意义
现实生活中,研究某个系统最优的方式是对多体系统的研究分析。我们将某一复杂模型转化为多个刚体或者柔性体的集合,这便是多体系统。这使得实际问题在力学分析上更为有效,化繁为简。
力学本是极为基础的一门学科,与生产生活紧密相关。多体系统接触碰撞动力学问题的研究,更是和我国航空、航天、航海,军工等重要领域紧密相关。钱学森老先生就是一位力学工作者,为我国的航天事业做出了卓越贡献。
随着我国急速发展的太空探索科技与航天科技,多体系统接触碰撞动力学进一步凸显其重要作用,太空中设备的多个部件为柔性可展开材料,如太阳帆板、大型天线等。这些部件主要由绳索、杆件、薄膜、板等柔性材料构成,这些可展开的材料结构可在太空中实现大变形,同时又不可避免的产生碰撞、缠绕等接触运动。对于以上复杂系统中缠绕、碰撞动问题,都能用多体系统接触碰撞动力学解决。这些航天可展开柔性材料的结构,一般能范围三类:1薄膜结构,2 网架结构,3 平面列阵结构,这些结构广泛运用于太空设备结构部件中,能很好地和多体系统碰撞动力学相切合,我国的航天事业的发展,离不开对多体系统动力学问题的研究。
就海洋科技探索而言,多体系统动力学的研究有着同样重要的作用。据测量,我国的海域管辖面积相当于我国陆地面积的1/3,同时我国的海岸线也有一万八千多公里的长度。具有一定面积的岛屿有五千多个,分布在我国广阔的海洋中。在属于海洋大国的我国海域中,有着极为丰富的资源,包括:海洋能资源、滨海砂矿资源、海洋油田资源、海洋生物资源、港址资源等。我国的海洋发展战略,对我国经济发展乃至未来大计都有举足轻重的意义。在复杂的海洋环境中,海洋平台将受到多种载荷作用,如风、海浪等,其动力学的作用较为复杂,柔性多体系统动力学是解决问题的一大方法。
和传统的力学不同,多体系统动力学是时代发展下的力学新分支。我们可将实际的复杂系统运动学问题转化为某一模型,以计算机强大的数学计算能力得到数学结果。将急速发展的计算机科学和古典刚体力学、分析力学结合,切合了社会的实际生产生活需求,以计算机大运算能力的推动发展了力学,开启新的篇章。不论是分析力学的方法、矢量学方法、还是变分方法或绝对节点坐标法[1],都是新时代下的成果,适应了现代计算机的飞速发展。
1.2 国内外研究现状