多刚体系统动力求解的矩阵变换方法

该文提出了求解多刚体系统动力学问题的矩阵变换法,是由带不定乘子的拉格朗日方程为基础推导得到的,其中不含拉格朗日不定乘子和约束反力。利用该方法,可根据无耦合单刚体的动力学参数和系统的速度变换矩阵通过矩阵运算获得多刚体系统的动力学方程。该方法主要面向计算机实现程式化的算法,系统动力方程可由计算机自动生成。文末给出了一个多刚体系统动力求解的例子。     

非完整多刚体系统的动力学方程

本文利用图论中的一些基本概念,把非完整闭环多刚体系统中的某些刚体一变为二,构成开环多刚体系统,用Gauss原理导出了动力学方程。另外对非完整树形多刚体系统又用Bertrend原理导出了动力学方程。最后指出了不同方法之间的联系。     

对偶欧拉方程的推导及讨论

本文应用对偶数矩阵和旋量的概念,由动力学定理推导出描述刚体作空间一般运动的对偶欧拉方程。由对该方程的讨论,可得到刚体定点运动的欧拉动力学方程,自由刚体运动微分方程以及刚体的平衡方程等。由此可认为对偶欧拉方程是刚体力学的普遍方程。此外,它也为多刚体开环系统的机械手设计提供了动力分析的理论依据,为说明这一点,引用了文献[2]的n连杆开环系统,并作了些补充说明。     

树形多刚体系统的拉格朗日动力学

本文将无分支开链机器人机构的拉格朗日动力学推广到树形多刚体系统的一般情况。定义了一个描述树形多刚体系统结构的刚体连结矩阵,导出了树形多刚体系统的格拉朗日基本动力学方程、递推的动力学方程和简化系数的动力学方程。     

多臂机器人系统的动力学分析与实验

多臂机器人系统的两个或多个臂协同夹持一物体时，系统形成闭环构造，可视其为具有约束的多体系统．本文基于ｋａｎｅ方程，实现了约束多体系统的动力学分析．通过引入正交补矩阵，形成多臂机器人系统的主导方程．以双臂协同夹持刚体为例，讨论了系统的动力学特性．数字仿真结果与实验结果吻合较好     

自由多刚体系统主体动力学方程及通用程序

本文讨论由n 个刚体铰接成任意树形的多刚体系统.在系统处于腾空或失重状态,除主体外的各刚体受控的情况下,导出了描述该系统主体姿态的动力学方程.利用四元素描述主体的姿态,该方程是由4个一阶方程组成,并推导出标准形式.由该方程建立的数值积分通用程序只要求输入一组描述系统的基本参数及邻接刚体相对运动控制规律.文末给出了利用该程序于运动生物力学仿真研究的例子.     

拉格朗日方程的符号生成及其应用

利用人工智能语言来编写符号操作程序，实现了拉格朗日方程的符号生成，并应用于多刚体系统动力学，使得从推导方程到数值模拟都可以用计算机来完成     

从Lagrange方程导出刚体动力学的Euler方程

从Lagrange方程推导定点转动刚体的Euler方程要借助刚体的姿态角。刚体的角速度用主轴基及其导数表示,表明了其Boltzmann三标记号的值与广义坐标的具体形式无关,据此,在不涉及广义坐标具体形式的前提下,从完整系统的Lagrange方程出发导出刚体动力学的Euler方程。     

Kane方法中的递推算法

通过建立树形刚体系统的层次表示,推导出了用Kane方法建立该系统动力学方程中的递推计算公式,从而能有效地提高Kane方法的计算效率。     

跳台滑雪空中飞行的动力学研究

将最近30年发展起来的力学新分支──多刚体系统动力学理论应用于跳台滑雪动力学研究。首先,运用目论中有向图的概念构造力学模型,并以张量和矩阵等数学工具推导出了腾空人体系统的动力学方程,然后按上述方法编制了进行数值计算的腾空人体系统动力学计算机程序（PHBD程序）,经算例考证,程序使用方便,计算准确,所得结论可靠。     

多刚体系统动力学方程的旋量矩阵表示

本文以矢量矩阵表示的旋量给出树型多刚体系统各子系统的牛顿欧拉方程。通过文中定义的切断铰旋量关联阵得到了一般多刚体系统的动力学方程。利用坐标变换直接得出矩阵形式的分量方程。方程中只包含连体矢量和广义坐标,可用来直接求解。     

喷气织机四连杆打纬机构动态响应的数值解

采用柔性多体系统建模方法建立了喷气织机四连杆打纬机构的微分-代数动力学控制方程组,并将其转化为常微分方程组,采用传统的显式Runge-Kutta法求解,效果较理想。     

柔性预应力索杆钢结构张拉过程跟踪计算方法

柔性的预应力索杆钢结构在张拉过程中，构件同时发生刚体运动和弹性变形，这一问题不能用传统的有限元方法来求解．基于柔性多体系统动力学，建立了一种索杆单元的动力学模型，同时考虑了构件的刚体运动与弹性变形，推导了相应的运动学方程、几何约束方程和动力学控制方程．该方法可以对张拉全过程进行跟踪，找到结构的运动稳定路径和最终的静平衡构形，计算出构件内力的连续变化过程．数值算例表明该方法实用有效，计算精度高．     

计及环境特征的刚-柔机械臂动力学模型及其控制策略

为了实现柔性机械臂主动柔性控制，基于Kane方程推导建立在惯性参考坐标系中的刚-柔机械臂的非线性动力学模型，并利用假设模态的方法对方程进行离散．在对刚-柔机械臂进行主动柔顺控制时，柔性机械臂要受到未确定外部环境的约束，因此，建立了计及环境特征的一般柔性多体系统动力学模型以及计及环境特征的刚-柔机械臂动力学模型，并分析研究了刚-柔机械臂主动柔顺控制策略．     

空间机构计算机建模与分析方法

为建立空间机构计算机模型分析其运动特性,运用多体动力学原理,提出了一种机构运动学和动力学建模与分析方法。通过在约束运动副处的杆件上建立直角坐标系,建立了描述空间机构结构形态的符号体系。定义了杆件形状矩阵和约束运动矩阵,推导了其表达式。通过在运动链上连续使用变换矩阵,建立了空间机构的运动方程,实现了空间机构的运动分析。基于Hamilton原理,建立了空间机构的动力学方程。提出了通过定义空间3点来定义空间坐标系的方法,推导了杆件形状矩阵的表达式。以铰链约束运动副、球铰约束运动副和直齿圆柱齿轮约束运动副为例,根据其运动特性,分别定义其约束运动矩阵。开发了空间机构通用分析软件,给出了应用实例。     

FURTHER RESEARCH ON THE SPLINE MODEL METHOD OF KED ANALYSIS IN A PLANAR FLEXIBLE LINKAGE

This paper relates to the deep research on the Splinc Model Method of KED analysis. With the use of cubic B-splinc function as a link's transverse deflection interpolation function, the principle of virtual displacement is presented as a basic theory for the general formulation of the equations of motion, and thus abandoned the kinematic assumption and the instantaneous structure assumption which arc used in the Spline Model Method. In thc same time, the nonlinear terms sue as coupling terms between thc rigid body motion and elastic deformation arc included. New member's spline models are established. Mass matrix, Coriolis mass matrix, normal and tangential mass matrix, linear stiffness matrix, nonlinear stiffness matrix and rotation matrix arc derived. The kinematic differential equations of a member and system are deduced in the end. The Newmark direct integration method is used as the solution scheme of the kinematic differential equations to get the periodic response.     

基于速度矩阵法的舰炮多体发射系统动态响应分析

将舰炮多体发射系统简化为若干弹性元件铰接的准弹性模型.应用速度矩阵法进行了各刚体动力学关系的分析与计算,确定了该系统的速度矩阵及角速度矩阵,建立了舰炮多体发射系统6自由度动力学方程,通过Matlab进行矩阵及符号的运算推导,并进行了数值仿真.数值计算得到了舰炮多体发射系统中各刚体的运动规律和受力情况.最后对不同刚度参数下舰炮系统的振动响应进行分析,得到了高低机的扭转刚度与基座舰体间接触刚度的变化对舰炮发射的振动影响规律,为舰炮的结构设计及优化和提高射击稳定性提供了依据.     

剑杆织机打纬引纬系统结构尺寸误差对打纬和引纬运动的影响

本文用矩阵法分析了剑杆织机系统结构尺寸误差对打纬和剑头引纬运动的影响,建立了打纬和剑头运动两者的误差与系统各结构参数误差之间关系的矩阵方程。以1511普及型剑杆织机为实例进行了分析计算,得到了较满意的结果。本文所述及的方法具有一般性。     

基于多体传递矩阵法的供弹平台固有振动特性分析

建立了弹链的多体弹性铰模型,根据体铰统一编号的原则,利用多体传递矩阵法得到了供弹平台的总传递矩阵,结合边界条件得到了振动特征方程.在此基础上分析了不同炮弹质量下供弹平台的固有振动特性.此外,由于在供弹过程中供弹平台的载弹量是动态变化的,进一步分析了发射过程中固有频率的变化规律.由计算结果可知,总体上炮弹的质量越大,供弹平台的一阶振动频率越小;在发射过程中供弹平台的一阶振动频率是不断减小的.此研究为供弹平台的振动稳定性问题的研究提供了一定的理论依据.     

汽车操纵稳定性动力学建模及其在人-车-路闭环系统中的应用

利用多体系统动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的某一小型客车的整车动力学分析模型,同时和预瞄最优曲率驾驶员模型以及蛇行道路期望轨迹组成其人-车-路闭环操纵稳定模型.在MATLAB环境中对所建立的模型进行蛇行试验仿真,结果表明,ADAMS和MATLAB联合仿真在汽车闭环操纵稳定性分析上是有效和合理的.