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多体系统中几何精确大变形梁建模研究
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多体系统动力学论文
多体系统中几何精确大变形梁建模研究
论文目录
摘要
第1-6页
ABSTRACT
第6-19页
主要符号表
第19-20页
1 绪论
第20-37页
1.1 本文工作的背景与意义
第20-23页
1.2 多刚体系统动力学建模研究进展
第23-24页
1.3 多体系统中大变形柔性梁建模研究进展
第24-34页
1.3.1 多体系统中柔性梁模型研究进展
第24-30页
1.3.2 几何精确梁模型研究概况
第30-34页
1.4 复杂形状物体转动惯量、质量、质心的确定
第34-35页
1.5 本文主要研究思路和研究内容
第35-37页
2 多体系统动力学建模策略
第37-48页
2.1 引言
第37页
2.2 铰的建模策略
第37-40页
2.2.1 质量不计的运动副建模
第37-38页
2.2.2 大质量运动副的拆分
第38-40页
2.3 大质量运动副拆分后邻接物体的相对运动
第40-42页
2.3.1 刚性邻接物体的姿态传递
第40-41页
2.3.2 邻接物体为柔性梁时的姿态传递
第41-42页
2.4 邻接物体的动力学建模
第42-47页
2.4.1 邻接刚体的动力学建模
第42-45页
2.4.2 邻接柔性体的动力学建模
第45-47页
2.5 本章小结
第47-48页
3 刚体单元及其在多体系统动力学的应用
第48-69页
3.1 引言
第48-49页
3.2 刚体单元的变分原理
第49-51页
3.2.1 刚体运动学
第49-50页
3.2.2 刚体单元的动力学方程
第50-51页
3.3 刚体单元的有限元列式
第51-57页
3.3.1 刚性四面体单元
第51-53页
3.3.2 刚性梁单元和三角形单元
第53-57页
3.4 数值算例
第57-67页
3.4.1 刚体单元计算物体几何参数和惯性参量
第59-62页
3.4.2 空间双连杆系统动力学
第62-65页
3.4.3 转盘滑块系统动力学
第65-67页
3.5 本章小结
第67-69页
4 几何精确大变形欧拉-伯努利梁基本理论
第69-84页
4.1 引言
第69页
4.2 几何精确梁理论
第69-77页
4.2.1 几何精确空间梁构型
第69-70页
4.2.2 截面转动与坐标变换
第70-72页
4.2.3 几何精确梁位移-应变关系
第72-74页
4.2.4 几何精确梁本构模型
第74-75页
4.2.5 基于转动矢量描述的几何精确梁运动学
第75-76页
4.2.6 应变速率与位移速率之间的运动学关系
第76-77页
4.3 几何精确欧拉-伯努利梁理论
第77-82页
4.3.1 欧拉-伯努利空间梁运动学描述及位移-应变关系
第77-80页
4.3.2 欧拉-伯努利梁本构方程
第80页
4.3.3 几何精确欧拉-伯努利梁控制方程和变形虚功率
第80-82页
4.4 本章小结
第82-84页
5 基于混合插值的大变形几何精确欧拉-伯努利梁单元
第84-111页
5.1 引言
第84-85页
5.2 单元离散
第85-91页
5.2.1 空间梁单元位型描述及节点坐标参数化
第86-87页
5.2.2 梁单元形心线插值
第87页
5.2.3 单元轴向应变求解
第87-88页
5.2.4 单元扭转曲率求解
第88-89页
5.2.5 节点处弯曲曲率求解
第89-90页
5.2.6 单元内应变插值
第90-91页
5.3 空间梁刚柔耦合动力学方程
第91-100页
5.3.1 空间梁单元弹性节点力
第91-95页
5.3.2 单元质量阵和惯性力
第95-97页
5.3.3 单元阻尼力
第97-99页
5.3.4 离散的控制方程
第99-100页
5.4 单元性质讨论
第100-102页
5.4.1 应变客观性
第100-101页
5.4.2 退化的线性单元
第101-102页
5.5 数值算例
第102-110页
5.5.1 纯弯曲的悬臂梁
第103-105页
5.5.2 悬臂梁梁端受横向力作用
第105页
5.5.3 初始状态下45°弯曲的悬臂梁
第105-107页
5.5.4 组合梁结构大变形
第107-108页
5.5.5 柔性旋转梁的动力学仿真
第108-110页
5.6 本章小结
第110-111页
6 基于欧拉四元数的大变形几何精确欧拉-伯努利梁单元
第111-131页
6.1 引言
第111页
6.2 描述转动的欧拉四元数
第111-115页
6.3 欧拉四元数描述的几何精确欧拉-伯努利梁运动学
第115-118页
6.4 有限元列式
第118-127页
6.4.1 单元节点参数
第118-119页
6.4.2 单元坐标系
第119-121页
6.4.3 单元离散
第121-123页
6.4.4 单元应变
第123-124页
6.4.5 单元弹性虚功率
第124-126页
6.4.6 离散的控制方程
第126-127页
6.5 数值算例
第127-130页
6.5.1 纯弯曲悬臂梁与一致性测试
第127-129页
6.5.2 横力弯曲悬臂梁
第129-130页
6.5.3 扭转悬臂梁
第130页
6.6 本章小结
第130-131页
7 结论与展望
第131-134页
7.1 结论
第131-132页
7.2 创新点摘要
第132-133页
7.3 展望
第133-134页
参考文献
第134-143页
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
第143-144页
致谢
第144-145页
作者简介
第145页
本篇论文共
145
页,
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