基于图论的多体动力学仿真
发布时间：2022-09-30 21:57
随着计算机和计算力学等相关领域的发展,CAE技术在机械工程上的作用越发明显。目前,国内外已经有一批比较流行的商业化CAE软件。其主要算法几乎都是基于有限元或多体动力学的方法。多体动力学是上世纪50年代以后发展起来的机械多体系统的分析方法,由于大多数多体动力学方法都很易于在计算机上应用,而且与有限元方法相比又具有节省计算资源等优点,因此很快得到了广泛的应用。如ADAMS软件目前的应用就很广泛,但它是基于分析力学开发的,在实际应用到需要矢量力学分析的场合时也有局限性。为此,本文探讨了基于矢量力学和图论理论的多体动力学仿真及其软件实现。 本文在综述了国内外计算机仿真及多体动力学研究现状的基础上,分析了各种多体动力学方法的特点,将图论的基本概念和思想应用于多体动力系统的研究中,建立了多体动力系统的数学模型,形成了程序化的解题过程。在此基础上,编写了仿真软件,并结合着具体算例以及与一汽的摆锤式汽车试验台项目,对软件的通用性和有效性进行了验证。仿真得出摆锤在到达底端时角速度达到最大109.9535度/秒,换算成摆锤中心的线速度为6.71667米/秒,与实验时用速度传感器测得的...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 动力学仿真的国内外研究现状
1.2.1 计算机仿真技术的发展背景及现状
1.2.2 国内外主要的商业化CAE 软件
1.3 多刚体动力学及其主要方法
1.3.1 牛顿-欧拉法
1.3.2 拉格朗日方法
1.3.3 变分方法
1.3.4 凯恩方法
1.3.5 总结
1.4 本论文的研究内容
第2章 基于图论的多体动力学模型
2.1 关于图论的概述
2.2 图的基本定义
2.2.1 线图
2.2.2 子图和补图
2.2.3 割集、关联集和基本回路
2.2.4 树
2.2.5 图的矩阵表示
2.3 基于图论的机械系统数学模型
2.3.1 有关系统模型的基本概念
2.3.2 数学模型的建立
2.3.3 模型求解
2.3.4 常见元素的终端方程
2.3.5 考虑间隙的轴承类连接元件
第3章 仿真系统的设计与实现
3.1 开发环境的选择
3.2 仿真软件的运算方法及组织结构
3.2.1 软件运算方法
3.2.2 软件组织结构
3.3 软件界面设计及使用说明
第4章 仿真应用算例
4.1 对摆锤式汽车试验台的仿真分析
4.1.1 关于摆锤式汽车试验台的一些介绍
4.1.2 试验台摆锤下落实验
4.1.3 动力学分析
4.1.4 系统仿真及结果分析
4.1.5 仿真结果与不考虑柔性间隙铰链的对比
4.2 对双杆复摆系统的仿真分析
4.2.1 系统介绍及动力学分析
4.2.2 系统仿真及结果分析
4.3 对曲柄滑块系统的仿真分析
4.3.1 系统介绍及动力学分析
4.3.2 系统仿真及结果分析
第5章 总结与展望
参考文献
摘要
ABSTRACT
致谢
导师及作者简介
导师简介
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]矢量网络法在摆锤式汽车碰撞试验台上的应用[J]. 左春柽,张健红,齐培正. 汽车技术. 2005(06)
[2]关于刚体力学中动量矩定理应用的讨论[J]. 杭增民,姚东永. 平顶山师专学报. 2002(05)
[3]机械系统拓扑结构的通用表达模型设计[J]. 宗志坚,费修莹,郑文. 机械科学与技术. 2000(04)
[4]动态系统计算机仿真技术综述（Ⅰ）——仿真模型[J]. 胡峰,孙国基,卫军胡. 计算机仿真. 2000(01)
[5]惯性运动在刚体力学中的应用[J]. 孟宪如. 西藏大学学报(汉文版). 1998(02)
[6]基于网络拓扑分析的机械系统自动建模方法与软件[J]. 王平. 兵工自动化. 1997(01)
[7]数学在刚体力学主轴问题中的应用[J]. 吴昌悫，汪恩松. 工科数学. 1995(02)
[8]一种机械控制系统的仿真算法[J]. 卢碧红,熊客宇,崔海峰,曲宝章. 佳木斯工学院学报. 1995(02)
[9]机械系统的拓扑分析[J]. 孙武，沈浩，樊. 农业机械学报. 1994(S1)
[10]柔性多体机械臂动力学仿真[J]. 龚建峰，洪嘉振. 上海交通大学学报. 1994(S1)
硕士论文
[1]多体运动学在双横臂独立悬架分析与设计中的应用[D]. 李岩.合肥工业大学 2002
本文编号：3684347
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 选题背景
1.2 动力学仿真的国内外研究现状
1.2.1 计算机仿真技术的发展背景及现状
1.2.2 国内外主要的商业化CAE 软件
1.3 多刚体动力学及其主要方法
1.3.1 牛顿-欧拉法
1.3.2 拉格朗日方法
1.3.3 变分方法
1.3.4 凯恩方法
1.3.5 总结
1.4 本论文的研究内容
第2章 基于图论的多体动力学模型
2.1 关于图论的概述
2.2 图的基本定义
2.2.1 线图
2.2.2 子图和补图
2.2.3 割集、关联集和基本回路
2.2.4 树
2.2.5 图的矩阵表示
2.3 基于图论的机械系统数学模型
2.3.1 有关系统模型的基本概念
2.3.2 数学模型的建立
2.3.3 模型求解
2.3.4 常见元素的终端方程
2.3.5 考虑间隙的轴承类连接元件
第3章 仿真系统的设计与实现
3.1 开发环境的选择
3.2 仿真软件的运算方法及组织结构
3.2.1 软件运算方法
3.2.2 软件组织结构
3.3 软件界面设计及使用说明
第4章 仿真应用算例
4.1 对摆锤式汽车试验台的仿真分析
4.1.1 关于摆锤式汽车试验台的一些介绍
4.1.2 试验台摆锤下落实验
4.1.3 动力学分析
4.1.4 系统仿真及结果分析
4.1.5 仿真结果与不考虑柔性间隙铰链的对比
4.2 对双杆复摆系统的仿真分析
4.2.1 系统介绍及动力学分析
4.2.2 系统仿真及结果分析
4.3 对曲柄滑块系统的仿真分析
4.3.1 系统介绍及动力学分析
4.3.2 系统仿真及结果分析
第5章 总结与展望
参考文献
摘要
ABSTRACT
致谢
导师及作者简介
导师简介
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]矢量网络法在摆锤式汽车碰撞试验台上的应用[J]. 左春柽,张健红,齐培正. 汽车技术. 2005(06)
[2]关于刚体力学中动量矩定理应用的讨论[J]. 杭增民,姚东永. 平顶山师专学报. 2002(05)
[3]机械系统拓扑结构的通用表达模型设计[J]. 宗志坚,费修莹,郑文. 机械科学与技术. 2000(04)
[4]动态系统计算机仿真技术综述（Ⅰ）——仿真模型[J]. 胡峰,孙国基,卫军胡. 计算机仿真. 2000(01)
[5]惯性运动在刚体力学中的应用[J]. 孟宪如. 西藏大学学报(汉文版). 1998(02)
[6]基于网络拓扑分析的机械系统自动建模方法与软件[J]. 王平. 兵工自动化. 1997(01)
[7]数学在刚体力学主轴问题中的应用[J]. 吴昌悫，汪恩松. 工科数学. 1995(02)
[8]一种机械控制系统的仿真算法[J]. 卢碧红,熊客宇,崔海峰,曲宝章. 佳木斯工学院学报. 1995(02)
[9]机械系统的拓扑分析[J]. 孙武，沈浩，樊. 农业机械学报. 1994(S1)
[10]柔性多体机械臂动力学仿真[J]. 龚建峰，洪嘉振. 上海交通大学学报. 1994(S1)
硕士论文
[1]多体运动学在双横臂独立悬架分析与设计中的应用[D]. 李岩.合肥工业大学 2002
本文编号：3684347
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3684347.html
