本文關鍵詞：基于線性互補問題的非光滑多體系統(tǒng)動力學研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：非光滑問題廣泛存在于航空、航天、機械、車輛等工程領域。碰撞、摩擦等非光滑因素會導致非光滑、不連續(xù)的動力學響應,并往往給數(shù)值計算的過程帶來困難。非光滑多體系統(tǒng)動力學研究已成為多體系統(tǒng)動力學研究領域的熱點問題之一,其中采用基于線性互補方法的算法求解非光滑問題受到許多學者的關注。本文基于線性互補理論研究了多體系統(tǒng)的非光滑接觸碰撞動力學問題,主要研究內容如下:1.首先介紹了線性互補問題的基本概念、求解算法以及線性互補問題涉及到的兩種集值映射。介紹了多種摩擦力模型,并將碰撞摩擦問題中的約束條件轉換為線性互補條件,建立力學模型中的集值映射。2.通過線性互補方法建立非光滑系統(tǒng)的控制方程,使用非光滑廣義-alpha算法迭代求解非光滑動力學控制方程。3.通過多個經典算例來驗證非光滑廣義-alpha算法。通過對比研究探索摩擦模型對非光滑動力學響應的影響。通過對含間隙滑移鉸的多剛體曲柄滑塊系統(tǒng)的非光滑動力學特性進行研究發(fā)現(xiàn)了由摩擦力導致的非光滑Stribeck效應。4.最后,進行輪胎-路面非光滑接觸動力學研究。其中輪胎用絕對節(jié)點坐標方法(ANCF)中的板單元建立模型,剛性輪轂用絕對節(jié)點坐標方法參考節(jié)點(ANCF-RN)建立模型,路面采用離散單元法(DEM)建立模型。路面離散粒子的動力學方程采用Verlet方法迭代求解。
【關鍵詞】：線性互補問題 非光滑 摩擦 接觸碰撞 非光滑廣義-alpha算法 離散單元法
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O313.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 課題來源、研究背景9-11
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究背景9-11
• 1.2 國內外研究概況11-16
• 1.2.1 線性互補問題研究概述11
• 1.2.2 非光滑動力學問題國內外研究概況11-13
• 1.2.3 輪胎 -路面非光滑接觸動力學問題國內外研究概況13-16
• 1.3 本文研究內容與組織結構16-17
• 1.3.1 研究內容16
• 1.3.2 本文的體系結構16-17
• 1.4 本章小結17-18
• 第二章 接觸模型中的線性互補關系18-33
• 2.1 線性互補問題18-21
• 2.1.1 線性互補問題的基本概念及算法18-19
• 2.1.2 單側集值映射與符號函數(shù)19-21
• 2.2 摩擦力模型21-30
• 2.2.1 靜態(tài)摩擦模型21-24
• 2.2.2 動態(tài)摩擦模型24-30
• 2.3 接觸問題中的集值映射30-32
• 2.3.1 法向接觸力的集值映射30-31
• 2.3.2 摩擦力的集值映射31-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第三章 非光滑多柔體系統(tǒng)動力學數(shù)值算法33-62
• 3.1 非光滑多柔體系統(tǒng)動力學問題求解過程33-41
• 3.1.1 非光滑系統(tǒng)動力學方程33-34
• 3.1.2 非光滑廣義 -alpha方法的實現(xiàn)34-41
• 3.2 驗證算例41-53
• 3.2.1 剛球自由落體與平拋運動41-46
• 3.2.2 彈簧振子46-49
• 3.2.3 剛性單擺與柔性單擺49-53
• 3.3 間隙滑移鉸系統(tǒng)53-61
• 3.3.1 滑塊導軌碰撞情況53-54
• 3.3.2 滑塊與導軌間隙54-56
• 3.3.3 質量矩陣與廣義力56-58
• 3.3.4 算例58-61
• 3.4 本章小結61-62
• 第四章 輪胎-路面接觸動力學研究62-80
• 4.1 輪胎-路面接觸模型62-74
• 4.1.1 輪胎模型62-65
• 4.1.2 路面的DEM模型及接觸力模型65-71
• 4.1.3 接觸檢測方法71-72
• 4.1.4 離散單元法動力學方程算法72-74
• 4.2 算例仿真74-79
• 4.2.1 剛球撞擊松軟地面74-75
• 4.2.2 輪胎 -路面接觸動力學分析75-79
• 4.3 本章小結79-80
• 第五章 結論與展望80-82
• 5.1 主要研究結論80-81
• 5.2 研究展望81-82
• 參考文獻82-94
• 攻讀學位期間發(fā)表論文94-95
• 致謝95

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于線性互補問題的非光滑多體系統(tǒng)動力學研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：457153