柔性多体系统碰撞动力学研究

【作者】 白争锋； 赵阳； 田浩；

【机构】 哈尔滨工业大学航天学院；

【摘要】 柔性多体系统的接触碰撞是工程中常见的现象,往往会对系统的设计与分析造成重大的影响,随着现代高科技结构对位置精度要求的提高和运行环境的日益复杂,由柔体间的碰撞而引起的非线性动力学特征,已经成为柔性多体系统动力学需要解决的一个重要课题。详细的分析了柔性多体系统的接触碰撞条件,利用非线性等效弹簧阻尼模型建立了柔性体的碰撞模型,基于库仑摩擦模型考虑两体碰撞时的切向摩擦作用。在此基础上把碰撞模型综合到柔性多体系统动力学方程中,最终建立了含接触碰撞的柔性多体系统动力学模型,此模型适用于一般含碰撞的多体系统。为了验证此模型的有效性和正确性,以一柔性梁为研究对象,对柔性梁在重力场中的接触碰撞过程进行了动力学仿真分析,讨论了柔性梁的动态响应以及碰撞过程碰撞力的变化规律,主要包括柔性梁的回转角位移和角速度变化规律、碰撞过程的碰撞力历程以及柔性梁末端的位移和速度变化规律。并与刚性梁在重力场中的接触碰撞过程进行了详细的比较和分析,基于非线性等效弹簧阻尼模型建立的柔性多体系统碰撞动力学模型可以很好的分析接触碰撞过程的动力学性能,验证了模型的有效性和正确性。更多还原