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双面约束多点摩擦多体系统的建模和数值方法

力学学报 2009年第1期41卷 105-112页

作者：彭慧莲王士敏王琪郭易圆北京航空航天大学动力学与控制研究室北京100191

提出了一种建立具有固定双面约束多点摩擦的多体系统动力学方程的方法.用笛卡尔坐标阵描述系统的位形,根据局部方法的递推关系建立系统的约束方程,应用第一类Lagrange方程建立该系统的动力学方程,使得具有摩擦的约束面的法向力与Lagrang... 详细信息

提出了一种建立具有固定双面约束多点摩擦的多体系统动力学方程的方法.用笛卡尔坐标阵描述系统的位形,根据局部方法的递推关系建立系统的约束方程,应用第一类Lagrange方程建立该系统的动力学方程,使得具有摩擦的约束面的法向力与Lagrange乘子一一对应,便于摩擦力的分析与计算,并用矩阵形式给出了摩擦力的广义力的一般表达式.应用增广法将微分-代数方程组转化为常微分方程组,并用分块矩阵的形式给出,以便于方程的编程与计算.给出了一种改进的试算法,可提高计算效率.最后给出了一个算例,应用试算法和RK法对算例进行了数值仿真.

关键词：多体系统双面约束建模方法干摩擦 Lagrange乘子

具有双面约束单点摩擦多体系统的数值计算方法

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动力学与控制学报 2007年第4期5卷 320-323页

作者：王晓军彭慧莲王琪常州工学院机电工程学院常州213002 北京航空航天大学理学院北京100083

研究了一类具有双面约束单点摩擦的单自由度多体系统动力学方程的算法问题.首先给出了系统的动力学方程,该方程具有很强的非光滑性,不能应用已有的一些光滑系统的数值方法研究系统的动力学特性.因此,本文利用方程的特点和所求变量的物... 详细信息

研究了一类具有双面约束单点摩擦的单自由度多体系统动力学方程的算法问题.首先给出了系统的动力学方程,该方程具有很强的非光滑性,不能应用已有的一些光滑系统的数值方法研究系统的动力学特性.因此,本文利用方程的特点和所求变量的物理含义,给出了一种简便的数值计算方法.该方法的计算效率和精度与迭代法相比均较高.

关键词：多体系统双面约束摩擦

含摩擦滑移铰平面多刚体动力学的HLCP方法

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力学学报 2010年第5期42卷 943-950页

作者：彭慧莲王琪庄方方北京航空航天大学动力学与控制系北京100191

给出了一种基于水平线性互补问题(HLCP)的双边约束滑移铰含摩擦平面多刚体系统动力学的数值计算方法.首先从系统的约束方程出发建立了每个双边约束中两个约束面的法向约束力的互补关系;并利用摩擦余量的概念给出了库仑摩擦定律的互补表... 详细信息

给出了一种基于水平线性互补问题(HLCP)的双边约束滑移铰含摩擦平面多刚体系统动力学的数值计算方法.首先从系统的约束方程出发建立了每个双边约束中两个约束面的法向约束力的互补关系;并利用摩擦余量的概念给出了库仑摩擦定律的互补表达式.然后针对事件驱动算法将该类非光滑多体系统动力学方程中双边约束中法向约束力切换和系统"stick-slip"运动状态切换的判断统一成HLCP的求解,通过定义一组变维数矩阵给出了HLCP形式的一般表达式,便于编程计算.最后通过一个两自由度多体系统的算例验证了该方法的有效性.

关键词：多体系统双面约束库仑摩擦滑移铰水平线性互补问题

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考虑奇异性的平面多刚体系统冲击问题理论解

振动工程学报 2009年第1期22卷 65-69页

作者：姚文莉徐鉴同济大学航空航天与力学学院上海200092 青岛理工大学理学院山东青岛266520

当处理多刚体系统的冲击问题时,经典的分析方法是通过在无限小的时间间隔上直接积分得到冲击前后的广义速度之间的关系。当库仑干摩擦的因素考虑在内时,经典的方法遇到了困难。首先,冲击的过程中切向模式的变化导致了摩擦力表达式的变化... 详细信息

当处理多刚体系统的冲击问题时,经典的分析方法是通过在无限小的时间间隔上直接积分得到冲击前后的广义速度之间的关系。当库仑干摩擦的因素考虑在内时,经典的方法遇到了困难。首先,冲击的过程中切向模式的变化导致了摩擦力表达式的变化;其次,双边约束的特性会带来库仑摩擦定律中未知法向约束反力的绝对值的引入;最后,系统刚性与库仑摩擦的耦合会导致求解广义速度过程中的奇异性问题等。作者采取了分段分析的方法来处理冲击中复杂的切向模式,引入符号函数来处理未知法向约束反力的绝对值,采用"无碰冲击"来解决奇异性问题。且针对一个摩擦接触点的情况,给出了冲击前后广义速度关系的理论表达式,通过该表达式,冲击后的系统状态可以通过代数的方式获得,从而避免进入繁琐的微分过程,且在该方法中能够预测刚体冲击过程中的奇异位置以及切向滑动模式的变化条件,并因此得出结论:即使在冲量/速度水平上来研究非理想的双面约束系统的动力学问题,依然不能避免解的奇异性问题。采用文中例子验证了方法的合理性。

关键词：摩擦奇异性外冲击双面约束

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关于动力学普遍方程——理论力学札记之三

力学与实践 2003年第3期25卷 59-60页

作者：梅凤翔北京理工大学应用力学系北京100081

归纳理论力学教材中关于动力学普遍方程的几种典型表述,对这些表述进行评述,并给出较全面的表述.

关键词：动力学普遍方程理论力学双面约束单面约束理想约束教学研究

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运动滑道含摩擦多体系统的建模和数值方法

动力学与控制学报 2009年第2期7卷 113-118页

作者：彭慧莲王琪庄方方北京航空航天大学理学院北京100191

研究了运动约束面含摩擦多体系统动力学方程的建立和算法问题。首先利用第一类Lagrange方程给出了系统的动力学方程,并以矩阵形式给出了这类系统摩擦力的广义力的一般表达式。为便于摩擦力和铰链约束力的分析与计算,采用笛卡尔坐标和约... 详细信息

研究了运动约束面含摩擦多体系统动力学方程的建立和算法问题。首先利用第一类Lagrange方程给出了系统的动力学方程,并以矩阵形式给出了这类系统摩擦力的广义力的一般表达式。为便于摩擦力和铰链约束力的分析与计算,采用笛卡尔坐标和约束方程的局部方法,使得系统的约束力与Lagrange乘子一一对应。应用增广法将微分-代数方程组转化为常微分方程组并用分块矩阵的形式给出,以便于方程的编程与计算,提高计算效率。最后用一个算例验证了该方法的有效性。

关键词：多体系统双面约束 Lagrange乘子干摩擦

运动约束面含摩擦多体系统的建模和数值方法研究

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运动约束面含摩擦多体系统的建模和数值方法研究