面向控制的柔性梁刚柔耦合动力学建模方法研究

发布时间：2021-07-04 21:50

　　柔性梁是机械、航天等领域应用最为广泛的基本结构,也是柔性多体系统动力学中最为典型的一类研究对象。随着现代工业技术的发展,越来越多的新型材料不断涌现,轻质化是其主要特征之一;而为了满足现代工程发展的需要,这些轻质柔性梁的工作状态也发生了很大变化,最突出的是工作运行速度不断提高。轻质柔性梁在这样的工作状态下,就会表现出一些特殊的动力学行为,比如本身的大范围刚体转动与弹性运动之间发生相互耦合,从而导致柔性梁的动力学特性发生较大改变,这就给运动控制系统设计带来了极大的困难。因此,以满足控制系统设计要求为出发点,对此类作大范围运动柔性梁的刚柔耦合动力学建模理论进行研究就显得极为重要。一次近似模型是柔性多体系统动力学领域内应用较为广泛的一种刚柔耦合动力学模型。该模型在建模过程中,通过将横向弯曲所导致的纵向投影缩短项计入到纵向变形中,得到体现刚柔耦合影响的动力刚化项。由于采用了浮动坐标系对结构的整体运动进行了分解,给结构的运动和振动控制系统设计带来了极大的便利。本文借鉴一次近似模型的建模方法研究了大型柔性空间梁结构在轨搬运过程的动力学建模问题,并对其动力学特性进行了分析。研究中发现该建模方法尽管能够... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：172 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１工程中的柔性系统??

图２．１平面梁的位移描述??Ｆｉｇ．?２．１?Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｌａｎａｒ?ｂｅａｍ??所示，柔性梁作平面运动。ｚｏｒ为全局惯性坐标系，为

（ｂ）??图２．２左端点轨迹曲线??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓ?ｏｆ?ｌｅｆｔ?ｅｎｄｐｏｉｎｔ??：低转速情况。以文献［１３—１６］中采用的非耦合模型和工况，同时选本文模型进行动力学仿真，通过梁结构在给定载荷作用下其中间线的对比，分析耦合模型和非耦合之间的差异，同时也为运动控参考。??－３３－??

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于绝对节点坐标法的大变形柔性梁几种动力学模型研究[J]. 章孝顺,章定国,陈思佳,洪嘉振.  物理学报. 2016(09)
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[5]中心刚体-柔性梁刚柔耦合动力学模型降阶研究[J]. 李莉,刘铸永,洪嘉振.  动力学与控制学报. 2015(01)
[6]径向基点插值法在旋转柔性梁动力学中的应用[J]. 杜超凡,章定国,洪嘉振.  力学学报. 2015(02)
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[9]非线性插值精细积分法在刚柔耦合弹簧摆中的应用[J]. 张靖姝,于洪洁,洪嘉振.  力学季刊. 2013(03)
[10]中心刚体-功能梯度材料梁系统的动力学特性[J]. 黎亮,章定国,洪嘉振.  机械工程学报. 2013(13)

博士论文
[1]考虑刚柔耦合效应的柔性多体系统碰撞动力学研究[D]. 段玥晨.南京理工大学 2012
[2]旋转叶片刚柔耦合系统动力学研究[D]. 吴艳红.哈尔滨工程大学 2011

硕士论文
[1]空间在轨装配技术发展历程研究[D]. 芦瑶.哈尔滨工业大学 2011
[2]作大范围运动柔性梁和柔性薄板刚柔耦合动力学建模与仿真[D]. 吴胜宝.南京理工大学 2009



本文编号：3265609