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非惯性系下柔性结构动力学研究

吴志桥  
【摘要】:本文从力学基本原理出发,分析了柔性结构在非惯性系下的动力学问题,此问题是柔性多体问题研究的基础。本文是在柔性体非线性变形场的基础上,利用有限元离散的方式,采用Kane方法推导出动力学方程,在求解的过程中发现动力学方程存在Stiff问题,探讨了刚性方程的求解方法,最后通过求解刚性方程,验证了本文模型和算法的正确性。 本文第一章介绍了柔性多体系统动力学的工程背景、研究意义,综述了柔性多体系统刚-柔耦合动力学的理论的研究现状。 第二章从几何非线性应变-位移关系描述非线性变形场,使用有限元方法离散三维任意截面柔性梁,用Kane方法对离散的模型建立动力学方程,并通过算例验证了算法的正确性和可行性。 第三章的基本方法同第二章一样,把有限元离散方法在非惯性系的使用推广到板,证实有限元离散方法在非惯性系下结构动力学的适用性和优点。 第四章是介绍求解前两章得到的动力学方程的方法,从物理和数学上揭示了假设模态法离散和有限元离散的本质区别和优缺点。


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