多熔体系统动力学报告
汽车柔性多体系统动力学建模综述
・综述・汽车柔性多体系统动力学建模综述吉林工业大学 陆佑方 【Abstract】T he theo ry,m ethod,effect of model establishm ent and its develop ing status in do2 m estic and abroad as w ell as the disparity existed currently in our country are briefly summ arized.By using the theo ry and m ethod of model establishm ent fo r automo tive flexible m ulti2body system dynam ics,the analysis model of comp lete veh icle o r assem blies can be built up p recisely,and thei m itative analysis and op ti m izati on fo r fictiti ous veh icle design and dynam ics can be realized also.【摘要】对汽车柔性多体系统动力学的建模理论、方法、作用以及国内外发展状况和目前我国在这方面的差距,作了简要的综述。
应用汽车柔性多体系统动力学的建模理论和方法,可以较精确地建立整车或总成的分析模型,进而实现虚拟样车的设计和动力学仿真分析及优化。
主题词:汽车 柔性多体系统 动力学 模型Top ic words:Auto m ob ile,Flex ible m ulti-body syste m,D ynam ics,M odel1 引言1.1 传统的设计方法和流程众所周知,汽车是由发动机、车身、传动系、行驶系、转向系和制动装备等所组成的高度复杂的结构—机构动力系统,这个系统在力学中就是所谓的多体系统。
金属冶炼中的熔体行为与反应动力学
热导率是衡量熔体传热性能的参数，表示熔体传导热量的 能力。热导率受到温度、金属或合金的组成、气氛等因素 的影响。
熔体的结构与组成
01
金属键合
熔体中的金属原子通过金属键合相互作用，形成稳定的液态结构。金属
键合的性质决定了熔体的物理化学性质。
02
合金元素
在金属冶炼中，通常会添加一定量的合金元素，以改变熔体的物理化学
熔体行为对冶炼过程的影响
熔体粘度
熔体的粘度影响熔体的流动性和传热性能，进而 影响金属的熔炼效率和温度控制。
熔体成分
熔体中不同元素的含量和分布对金属的冶炼过程 和产品质量有重要影响。
熔体表面张力
表面张力影响熔体的润湿性和流动行为，对金属 的分离和提纯过程具有关键作用。
反应动力学在冶炼过程中的作用
反应速率
反应机理
反应机理是指化学反应发生的具体过程和步骤。在金属冶炼中，了解反应机理 有助于深入理解反应过程，从而优化反应条件和提高产物的纯度。
反应路径与能量
反应路径
反应路径描述了化学反应如何从起始 状态到达最终状态的过程。在金属冶 炼中，选择合适的反应路径可以降低 能耗和减少环境污染。
能量变化
化学反应过程中伴随着能量的变化， 包括吸热或放热。在金属冶炼中，了 解能量变化有助于合理利用能源，提 高能源利用效率。
性质。合金元素对熔体的结构与组成产生影响，进而影响熔体的性质。
03
气体和固体杂质
在金属冶炼过程中，熔体中会溶解一定量的气体（如氧气、氮气、氢气
等）和夹带部分固体杂质（如氧化物、硫化物等）。这些气体和杂质对
熔体的性质产生影响，需要进行去除或转化处理。
02
反应动力学
反应速率与机理
大型风力发电机传动链多柔体动力学建模与仿真分析
62
[1-2]
机
械
工
程
学
报
第 50 卷第 1 期期
[15]
理想的选择 。 剧烈的振动是风电机组停机的一个 [3] 主要原因 ，而大多数振动直接或间接源自传动链 系统，因此，有必要在设计过程中利用多体系统仿 真技术进行风力发电机传动链危险共振甄别，指导 后期改进设计。 在欧洲和美国等风力发电技术发达的国家，风 力发电机多体系统仿真研究已经进入比较成熟的阶 [4] 段。PEETERS 等 发展了一种多体系统建模技术， 描述风力发电机传动链复杂的动态行为，在非准静 态设计方面获得了传动链精确的载荷预测。 [5] TODOROV 等 通过建立的风力发电机 10 体 8 自由 度多体动力学模型， 获得了系统的固有频率、 模态、 扭转振荡的时域数据和幅频特性，寻找到高瞬间负 载的部件，不过该文仅考虑了扭振模型，具有一定 [6] 的局限性。OYAGUE 使用先进的多体系统仿真软 件对 750 kW 风力发电机齿轮箱进了建模方案探索 和分析，通过理论、仿真和测试寻找到最优化多体 系统建模方案，对风力发电机齿轮箱的前期设计提 [7] 供了重要的参考依据。VANHOLLEBEKE 等 通过 结合风力发电机齿轮箱多柔体动力学模型和声学模 型来计算其声学响应，主要讨论了柔性构件网格收 [8-9] HELSEN 等 进行了风力发 敛和模态行为的影响。 电机齿轮箱不同复杂度的多体系统建模和模态分 析，通过先进的精确建模和仿真技术，获得了风力 发电机齿轮箱较准确地的模态行为。美国国家可再 生能源实验室领导的研究小组通过三管齐下 ( 多体 [10] 动力学模型、全功率测试台和风场测试)的方法 对提高风力发电机齿轮箱的稳定性进行了深入研 究， 仿真结果与测试结果获得了较好的吻合。 目前， 国内针对风力发电机精确建模与正常运转下的仿真 分析研究还基本处于空白阶段，更多的是致力于数 [11-12] 值模型和简化模型层次的仿真分析 。模型的复 杂度对模型的扭转行为影响不大，然而高复杂度的 [8] 模型能够提供更多内部的载荷信息 ，因此简化模 型对分析结果的精确度的影响是显然的，有必要将 [13] 具有旋转自由度的简单的振动吸收系统 发展为 具有柔性体、柔性壳体和柔性支撑的高复杂度仿真 [14] 模型 。本文通过三种复杂度级别建模方案对比， 获得多柔体精确建模方案，并基于该多柔体模型提 出一种风力发电机传动链时 / 频域综合共振甄别方 法，剔除复杂系统中的干涉因素，获得其危险共振 点和响应零部件。研究方法和结果具有一定的理论 意义和工程实用价值。
系统动力学分析报告
机械系统动力学分析报告姓名：班级：学号：日期：机械系统动力学分析报告1引言曲柄滑块机构（如图1所示）是机械设计中常用的一种机构，机构运动分析就是根据给定的原动件运动规律，求出机构中其他构件的运动。
通过分析可以确定某些构件运动所需的空间，校验它们运动是否干涉，运动轨迹仿真动画则更为形象直观；速度分析可以确定机构从动件的速度是否合乎要求；加速度分析为惯性力计算提供加速度数据。
因此，运动分析既是综合的基础，又是力分析的基础。
通常可使用图解法和解析法来进行，图解法因其作图、计算工作量大、精度差的缺点，在实际工程设计应用中有很大的局限性。
解析法的计算工作量很大，但随着计算机在工程设计领域的广泛应用，一些软件平台为解决复杂的工程计算提供了强有力的武器。
Pro/E中的Mechanism模块就是模型运动仿真分析的一个很好的工具。
图1 曲柄滑块机构原理图2 机构运动仿真的基础知识机构仿真技术是通过计算机技术来模拟真实机构的运动过程，同时借助系统建模技术和可视化技术来实现机构仿真。
2．1机构连接类型简介在机构运动仿真之前，必须对机构各组成元件进行连接。
在装配模式中单击有关按钮，使用浏览的方式打开需要的元件，系统同时打开元件放置对话框。
在对话框中单击Connections 按钮，使用鼠标激活连接类型中的选项，使其呈现深蓝色后，单击右侧的下拉列表按钮，可以看到Pro ／E 系统为我们提供的8种连接类型，在下拉列表中可以选取需要的连接类型。
2．2机构运动仿真的设计过程机构运动仿真是在Pro ／E 系统的装配模式中进行的，其Mechanism 功能专门用来处理装配件的运动仿真。
机构运动仿真的设计过程如图2所示，主要可分为以下几个步骤：开始三维实体建模实体装配添加驱动器定义运动类型 仿阵分析设置连接 方式修改零件尺寸设置 外部 条件对结果是结束图2 机构运动仿真设计过程流程匡图(1)创建机构首先确定各零件的形状、结构、尺寸和公差等，并在计算机上进行二维绘图和三维实体造型，然后通过装配模块完成各零件的组装，形成整机。
多柔体系统动力学建模理论及其应用
柔性多体动力学建模
柔性多体动力学建模、仿真与控制近二十年来，柔性多体系统多力学（the dynamics of the flexible multibody systems）的研究受到了很大的关注。
多体系统正越来越多地用来作为诸如机器人、机构、链系、缆系、空间结构和生物动力学系统等实际系统的模型。
huston认为：“多体动力学是目前应用力学方面最活跃的领域之一，如同任何发展中的领域一样，多体动力学正在扩展到许多子领域。
最活跃的一些子领域是：模拟、控制方程的表述法、计算机计算方法、图解表示法以及实际应用。
这些领域里的每一个都充满着研究机遇。
” 多柔体系统动力学近年来快速发展的主要推动力是传统的机械、车辆、军械、机器人、航空以及航天工业现代化和高速化。
传统的机械装置通常比较粗重，且*作速度较慢，因此可以视为由刚体组成的系统。
而新一代的高速、轻型机械装置，要在负载/自重比很大，*作速度较高的情况下实现准确的定位和运动，这是其部件的变形，特别是变形的动力学效应就不能不加以考虑了。
在学术和理论上也很有意义。
关于多柔体动力学方面已有不少优秀的综述性文章。
在多体系统动力学系统中，刚体部分：无论是建模、数值计算、模拟前人都已做得相当完善，并已形成了相应的软件。
但对柔性多体系统的研究才开始不久，并且柔性体完全不同于刚性体，出现了很多多刚体动力学中不呈遇到的问题，如：复杂多体系统动力学建模方法的研究，复杂多体系统动力学建模程式化与计算效率的研究，大变形及大晃动的复杂多体系统动力学研究，方程求解的stiff数值稳定性的研究，刚柔耦合高度非线性问题的研究，刚-弹-液-控制组合的复杂多体系统的运动稳定性理论研究，变拓扑结构的多体系统动力学与控，复杂多体系统动力学中的离散化与控制中的模态阶段的研究等等。
柔性多体动力学而且柔性多体动力学的发展又是与当代计算机和计算技术的蓬勃发展密切相关的，高性能的计算机使复杂多体动力学的仿真成为可能，特别是计算机的功能今后将有更大的发展，柔性多体必须抓住这个机遇，加强多体动力学的算法研究和软件发展，不然就不是现代力学，就不是现代化。
熔体流动速率的测定实验报告
熔体流动速率的测定实验报告一、实验目的1、了解熔体流动速率的定义和意义。
2、熟悉并掌握熔体流动速率测定仪的使用方法。
3、学会通过实验测定不同塑料材料的熔体流动速率，并分析其性能特点。
二、实验原理熔体流动速率（MFR），也称为熔融指数（MI），是指热塑性塑料在一定温度和负荷下，熔体每 10 分钟通过标准口模的质量，单位为g/10min。
在规定的温度和负荷下，将待测塑料加入到熔体流动速率测定仪的料筒中，加热使其熔融。
然后，在规定的活塞压力作用下，熔融的塑料通过标准口模挤出。
通过测量在一定时间内挤出的塑料质量，即可计算出熔体流动速率。
三、实验设备及材料1、熔体流动速率测定仪：包括料筒、活塞、加热装置、温度控制系统、负荷装置和切割装置等。
2、天平：精度为 001g。
3、标准口模：根据不同的塑料材料选择合适的口模尺寸。
4、待测塑料材料：如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等。
四、实验步骤1、准备工作检查仪器是否正常，清理料筒和口模，确保无杂质残留。
根据待测塑料材料选择合适的标准口模，并安装到仪器上。
将天平调零。
2、称取试样按照相关标准，称取一定质量的待测塑料试样，精确至 001g。
3、装料将称好的试样加入到料筒中，尽量避免试样粘在料筒壁上。
4、设定实验条件根据待测塑料材料的种类，设定合适的温度和负荷。
启动加热装置，使料筒温度达到设定值，并保持恒温一段时间，以确保试样充分熔融。
5、开始实验当料筒温度稳定后，在活塞上加上规定的负荷。
启动切割装置，按照一定的时间间隔（通常为 1min 或 30s）切割挤出的塑料条。
6、测量与记录用天平称量切割下来的塑料条的质量，精确至001g，并记录下来。
重复测量多次，以获取较为准确的数据。
7、实验结束实验完成后，取出剩余的试样，关闭仪器电源，清理仪器。
五、实验数据处理1、计算每次切割的塑料条质量平均值。
2、根据以下公式计算熔体流动速率（MFR）：MFR ＝（600×m）／t其中，MFR 为熔体流动速率（g/10min），m 为平均切割质量（g），t 为切割时间间隔（s）。
多体系统动力学特性研究与分析
多体系统动力学特性研究与分析引言：多体系统是指由多个物体相互作用组成的系统。
多体系统动力学特性研究与分析主要目的是研究系统的运动规律、稳定性和可控性等问题，为工程实践中的系统设计和优化提供理论支持。
本文将从多体系统的建模方法、运动规律分析和稳定性研究等方面进行论述，旨在深入探讨多体系统动力学特性的研究与分析方法。
一、多体系统建模方法多体系统的建模方法主要包括几何建模和数学建模两个方面。
1.几何建模几何建模是指将实际多体系统映射为几何模型，以描述物体之间的相对位置关系和运动方式。
常用的几何建模方法包括多体图、多体坐标系、多体图象和多体仿真等。
其中，多体图是指将各个物体抽象为节点，相互作用关系抽象为边，形成图形化表示。
多体坐标系是通过设定合适的坐标系对多体系统进行描述和计算。
多体图象是将多体系统的几何模型用图形进行表示，以展示物体之间的相对位置关系。
多体仿真是通过建立数学模型和运动学方程，模拟多体系统的运动和相互作用过程。
2.数学建模数学建模是指通过建立多体系统的运动学和动力学方程，以描述物体的运动规律和相互作用力学。
常用的数学建模方法包括拉格朗日方法、哈密顿方法和牛顿-欧拉方法等。
其中，拉格朗日方法是通过引入广义坐标和拉格朗日函数，对多体系统进行建模和计算。
哈密顿方法是将拉格朗日方程变换为哈密顿方程，通过引入广义动量和哈密顿函数，对多体系统进行描述和计算。
牛顿-欧拉方法是直接应用牛顿定律和欧拉公式，对多体系统的运动规律进行建模和计算。
二、多体系统的运动规律分析多体系统的运动规律分析是研究多体系统的运动方式和轨迹，以探究运动的特性和规律。
常用的运动规律分析方法包括状态变量分析、速度变量分析和加速度变量分析等。
1.状态变量分析状态变量分析是指对多体系统的位置和姿态等状态变量进行分析，以揭示运动规律。
状态变量包括位置、速度、加速度等，可以通过建立运动学方程进行分析和计算。
状态变量分析可以得到各个物体的位置和方向等信息，进而研究多体系统的运动轨迹和运动方式。
多体动力系统的可靠性分析与优化设计
多体动力系统的可靠性分析与优化设计引言多体动力系统是由多个相互联系的刚体或者弹性体组成的复杂系统，广泛应用于各个领域，如机械工程、航空航天、汽车工程等。
在实际应用中，多体动力系统的可靠性是一个至关重要的问题。
本文将探讨多体动力系统的可靠性分析方法和优化设计，以提高系统的可靠性和性能。
一、多体动力系统的可靠性分析方法1. 动力学建模在进行可靠性分析之前，首先需要对多体动力系统进行合理的动力学建模。
通过分析系统的结构、约束关系和动力学方程，可以得到系统的运动方程。
常见的建模方法包括拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程等。
建立准确的动力学模型是进行可靠性分析的基础。
2. 故障模式与故障传播多体动力系统中的故障通常可以分为结构故障和功能故障两类。
结构故障指的是系统中的部件损坏或失效，功能故障则是指系统在运行中无法正常完成预定的任务。
针对不同的故障模式，需要进行相应的可靠性分析和故障传播研究。
例如，对于结构故障，可以采用失效树分析、失效模式与影响分析等方法，而对于功能故障，可以采用状态空间建模、故障树分析等方法。
3. 可靠性评估与预测通过对多体动力系统的可靠性进行评估和预测，可以确定系统的可靠性水平和可能存在的风险。
可靠性评估方法包括可靠性块图分析、事件树分析、容错设计等。
通过这些方法，可以评估系统在一定运行时间内的可靠性指标，如失效率、平均无故障时间等。
同时，还可以预测系统可能存在的故障模式和故障影响。
二、多体动力系统的优化设计1. 优化目标与性能指标在进行多体动力系统的优化设计时，需要确定优化的目标和关键性能指标。
优化目标可以是系统的可靠性、运行效率、能耗等，性能指标可以是系统的质量、精度、加速度等。
通过明确目标和指标，可以为优化设计提供明确的方向和依据。
2. 设计变量与约束条件在进行优化设计时，需要确定设计变量和相关的约束条件。
设计变量可以是系统的几何参数、材料属性、工艺参数等，约束条件可以是系统的稳定性、振动限制、强度要求等。
柔性多体系统建模与控制的开题报告
柔性多体系统建模与控制的开题报告1.研究背景柔性多体系统是一类由弹性材料构成的多体系统，例如机械臂、机器人、航空航天器等具有高度柔性特性的机械设备。
这类系统具有复杂的非线性动力学行为，同时受到多种外部干扰和制约，如摩擦、非线性振动、大变形等。
因此，如何准确地描述柔性多体系统的动态特性和设计合适的控制策略，一直是国内外学者关注的研究领域。
2.研究内容本课题旨在探究柔性多体系统的建模和控制方法，主要研究内容包括：（1）柔性多体系统的动力学建模：分析柔性多体系统的结构特性、材料属性和运动学特性，采用多体动力学理论建立相应的动力学方程。
（2）柔性多体系统的控制策略设计：针对柔性多体系统的非线性、时变等特性，设计适应性控制策略和控制算法，包括PID控制、模糊控制、自适应控制等。
（3）柔性多体系统的实验研究：通过实验验证和分析，验证建立的柔性多体系统控制模型的有效性和鲁棒性。
3.研究意义随着工业自动化程度的不断提高，柔性多体系统的应用越来越广泛，包括制造业、交通运输等领域。
柔性多体系统的研究对于提高机械设备的精度、效率和可靠性具有重要意义。
本课题的研究成果可为柔性多体系统的控制和应用提供理论和实践基础。
4.研究方法本课题采用理论分析和实验研究相结合的方法，具体包括：（1）理论分析：结合多体动力学理论和控制理论，建立柔性多体系统的动力学模型和控制模型，分析和求解模型的动态特性和控制策略。
（2）数值仿真：通过使用数值仿真软件建立柔性多体系统的仿真模型，分析和验证控制策略的有效性和实用性。
（3）实验研究：建立柔性多体系统的实验平台，通过对比实验验证和分析控制策略的准确性和鲁棒性。
5.预期成果本研究旨在建立柔性多体系统的动力学模型和控制模型，设计适应性控制策略和控制算法，通过数值仿真和实验研究验证和分析控制策略的有效性和实用性。
预计取得如下成果：（1）柔性多体系统的动力学建模和控制模型。
（2）控制策略和控制算法的设计和实现。
熔体纺丝的运动学和动力学
dvx 0 dx
x＜10mm
形变（细化）区：50-150cm
Ⅱa ： Ⅱb：
dvx 0, d 2vx 0
dx
dx 2
dvx 0, d 2vx 0
dx
dx 2
固化丝条运动区：Vx=K，d=K
喷丝头拉伸比=VL/V0增大，胀大比下降
图 聚合物在等温纺丝条件下的平均轴向分布
拉伸应变速率变化 1一PA6 2一PET 3一聚苯乙烯
能发生大分子结晶 • Ⅲ区中纤维的初生结构继续完成:拉伸形变取向↑；结晶；形
态结构形成 。
5
2.熔体纺丝线上的力平衡及应力分布
（1）熔体纺丝线上的力平衡
分析从喷丝头(x=0)到离喷丝头x处 的一段纺丝线(上脱离体)： FFr（r(xx）)=—F—r(0在)+x=FXs处+F丝i+条F所f-F受g到的流变
7
• 小结
• 丝条的重力和表面张力都很小，可忽略不计，其它三项阻力Ff 、Fi 和贡F献r（。0）随着卷绕速度VL而增大，总张力中主要是空气摩擦阻力的
对于常规熔 纺 ，Fi 和Ff起 是流变力的主 要贡献者。
图 PA66在纺速6600m/min时计算的受力分布
8
3.熔体纺丝线上的传热及温度分布
运动丝条和环境介质间的传热: (1)丝条内部(0 < r < R ):传导 (2)从丝条表面到环境介质:主要为对流 传热，还有很小一部分为热辐射。 在纺丝线上有轴向温度场（T-X）
阻力；
Fr（0）——细流在喷丝孔出口处作轴向
拉伸流动时所克服的流变阻力; Fs——纺丝线在纺程中需克服的表面张力； Fi——使纺丝线作轴向加速运动所需克服 图 纺丝线轴向受力示意图
系统动力学实验报告
系统动力学实验报告姓名：徐键班级:管科131班学号：5504113023学院：管理学院一、背景：高塘乡德邦牧业有限公司是一家大型种猪养殖场，在高速发展的同时存在两个急需解决的问题：1、养殖场猪粪尿污染环境；2、高塘乡已建的300余口户用沼气池大部分因缺乏原料致使沼气池闲置，农户买化肥、农药种植粮食、蔬菜，农作物受到污染。
二、基于顶点赋权分析确定规划实现的管理对策：略三、基于逐树入仿真技术建立仿真入树模型建立流位流率系：{（年出栏L1(t)(头),年出栏变化量R1(t)(头/年)),(规模养殖利润L2(t)(万元)，规模养殖利润年变化量R2(t)(万元/年)），（日均存栏L3(t（头），日均存栏年变化量R3（t）（头/年）），(年猪尿量L4(t)(t),猪尿年变化量R4(t)(t/年)），（场猪尿年产沼气量L5(t)(m^3),场猪尿产沼气年变化量R5(t)(m^3/年)），（年猪粪量L6(t)(t)，猪粪年变化量(t)(t/年)），（户猪粪年产沼气量L7(t)(m^3),户猪粪产沼气年变化量L7(t)(m^3/年)）｝据实际意义，将流位流率系分为两部分第一部分——生产.销售.利润流位流率系{（年出栏L1(t)(头),年出栏变化量R1(t)(头/年)),(规模养殖利润L2(t)(万元)，规模养殖利润年变化量R2(t)(万元/年)），（日均存栏L3(t（头），日均存栏年变化量R3（t）（头/年））｝第二部分——生物质资源开发流位流率系｛(年猪尿量L4(t)(t),猪尿年变化量R4(t)(t/年)），（场猪尿年产沼气量L5(t)(m^3),场猪尿产沼气年变化量R5(t)(m^3/年)），（年猪粪量L6(t)(t)，猪粪年变化量(t)(t/年)），（户猪粪年产沼气量L7(t)(m^3),户猪粪产沼气年变化量L7(t)(m^3/年)）｝第一部分——逐枝建树逐树仿真建立生产.销售.利润子模型（一）年出栏年变化量R1(t)(头/年）仿真流率基本入树T1(t)1.逐枝建立的R1(t)(头/年)前期流率基本入树T1(t)见图3.1图3.1年出栏变化量R1(t)(头/年）前期流率基本入树T1(t)2.建立年出栏变化量R1(t)(头/年）流率基本入树T1(t)各变量方程：略3.取DT=1.仿真区间2005——2020年，对T1(t)向后看设调控参数进行仿真检验然后，对T1(t)参数调控进行仿真，获得仿真结果T1(t)曲线图3.2和图3.3图3.2 2005——2020年年出栏L1(t)(头)曲线图3.3 2005——2020年出栏年变化量R1(t)(头/年）曲线4.年出栏仿真定量结果可靠性定性评价分析（1）符合历史年实际变化规律；（2）符合规划值规律（2015年年规划是年出栏15000头，2020年年规划是年出栏20000头）；（3）符合种猪价五年一个周期的低-涨-涨-跌-跌规律(二)规模养殖利润年变化量流率R2(t)仿真基本入树T2(t)1.规模养殖利润年变化量流率R2(t)仿真基本入树T2(t)见图3.4图3.4前期规模养殖利润年变化量流率R2(t)基本入树T2(t)2.基本入树T2(t)中变量方程:略3.T1(t)与T2(t)组合仿真检验T1(t)与T2(t)两树构成的模型仿真结果曲线分别为图3.5和图3.6图3.5规模养殖年利润L2(t)(万元)曲线图3.6规模养殖年利润变化量R2(t)(万元/年)曲线4.年出栏仿真定量结果可靠性定性评价分析（1）符合历史年实际变化规律；（2）符合种猪价五年一个周期的低-涨-涨-跌-跌规律（三）日均存栏生产年变化量流率R3(t)仿真基本入树T3(t) 1.日均存栏生产年变化量流率R3(t)仿真基本入树T3(t)图3.7前期日均存栏生产年变化量流率R3(t)仿真基本入树T3(t)2.建立变量仿真方程：略3.T1(t)，T2(t)，T3(t)组合仿真检验进行T1(t)，T2(t)，T3(t)组合仿真，得到以下2组曲线图3.8和图3.9图3.8日均存栏L3(t)（头）曲线图3.9日均存栏年变化量R3（t）（头/年）曲线从三个变化率同步符合市场变化规律可靠性中可以得到两个曲线，日均存栏（生产）.出栏（即销售）.利润年变化量曲线比较和日均存栏（生产）.年出栏（即销售）.年利润量曲线比较图3.10日均存栏（生产）.出栏（即销售）.利润年变化量曲线比较图3.11日均存栏（生产）.年出栏（即销售）.年利润量曲线比较4.三棵树模型可靠性评价分析（1）符合历史年实际变化规律；（2）符合规划值规律（2015年年规划是年出栏15000头，2020年年规划是年出栏20000头）；（3）符合种猪价五年一个周期的低-涨-涨-跌-跌规律（4）仿真定量结果实现了符合实际两同步，三同步反馈规律（5）使用了还原论与整体论的有效结合建模方法建立的反馈子模型在Vensim下，三流率基本入树已构成生产及销售两个正反馈环，已构成产销利润正反馈环，见图3.12图3.10三流率基本入树已构成产销及产销利润两个正反馈环反馈模型第二部分——生物质资源开发四棵流率基本入树逐步建树逐树仿真检验（四）猪尿年变化量R4(t)流率仿真基本入树T4(t)(1)前期猪尿年变化量R4(t)流率仿真基本入树T4(t)见图3.13图3.11猪尿年变化量R4(t)流率仿真基本入树T4(t)（2）年猪尿年变化量R4(t)流率仿真基本入树T4(t)变量仿真方程：略T1(t)，T2(t)，T3(t)组合仿真检验（3）T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)组合仿真检验1)猪尿沼液开发促进因子M32(t)的子因果链图见图3.14图3.12猪尿沼液开发促进因子M32(t)子因果链图2)建立猪尿沼液开发促进因子M32(t)仿真方程：略进行T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)组合仿真，得到图3.15的仿真反馈曲线结果图3.13 2005——2020年猪尿年量L4(t)3）仿真反馈变化结果显示：仿真结果与基本发展规律一致（五）场猪尿产沼气年变化量R5(t)仿真流率基本入树T5(t)(1)逐枝建立的前期场猪尿产沼气年变化量R5（t）（m^3/年）流率基本入树T5(t)见图3.16图3.14场猪尿产沼气年变化量R5（t）（m^3/年）流率基本入树T5(t)（2）变量发展方程：略（3）T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)，T5(t)组合仿真检验1）场猪尿沼气促进因子M33(t)的子因果链图见图3.17图3.17前期反馈参数的反馈函数M33(t)子因果链图2）场猪尿沼气促进因子M33(t)的仿真方程进行T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)，T5(t)组合仿真，得到图3.18的仿真反馈曲线结果图3.18场猪尿年产沼气量L5(t)3）仿真反馈变化结果显示：仿真结果与基本发展规律一致(六)猪粪年变化量R6(t)(t/年)流率仿真基本入树T6(t)(1)前期猪粪年变化量R6(t)(t/年)流率仿真基本入树T6(t)见图3.19图3.19猪粪年变化量R6(t)(t/年)流率基本入树T6(t)（2）T6(t)变量仿真方程：略（3）T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)，T5(t)，T6（t）组合仿真检验1)猪粪沼液开发促进因子M34(t)的子因果链图见图3.20图3.20猪粪沼液开发促进因子M34(t)的因果链图2)猪粪沼液开发促进因子M34(t)仿真方程：略在模型中建立‘猪粪沼液开发促进因子M34(t)’仿真子模型后，T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)，T5(t)，T6（t）组合仿真，得到图3.21的仿真反馈曲线结果图3.21年猪粪量l6(t)3）仿真反馈变化结果显示：仿真结果与基本发展规律一致(七)户猪粪产沼气年变化量R7(t)流率仿真基本入树T7(t)(1)户猪粪产沼气年变化量R7(t)流率仿真基本入树T7(t)见图3.22图3.22户猪粪产沼气年变化量R7(t)（m^3/年）流率基本入树T7(t)（2）T7(t)变量仿真方程：略（3）T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)，T5(t)，T6（t），T7(t)组合仿真检验1）户猪粪沼气促进因子M35(t)的子因果链图见图3.23图3.23 反馈函数M35(t)的子因果链图2）户猪粪沼气促进因子M35(t)的仿真方程：略进行T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)，T5(t)，T6（t），T7(t)组合仿真，仿真反馈变化结果如下见图3.24图3.24户猪粪年沼气量L7(t)(m^3)3）仿真反馈变化结果显示：仿真结果与基本发展规律一致四．通过逐树深入仿真检测建立的复杂流图仿真模型T1(t)，T2(t)，T3(t),T4(t)，T5(t)，T6（t），T7(t)7棵树流率基本模型，得到以下模型见图4.1图4.1 7棵入树的等价复杂反馈流图模型流图复杂性分析(一)流图含102个变量，7个流位变量，7个流率变量，88个辅助变量。
熔体测定实验报告
一、实验目的1. 了解熔体测定实验的基本原理和操作方法；2. 掌握熔体流动速率的测定方法；3. 分析熔体流动速率与材料性能之间的关系。
二、实验原理熔体流动速率是指在一定温度和压力下，熔体通过规定孔径的孔洞的体积流量。
熔体流动速率是衡量高分子材料熔融状态流动性、粘度等重要物理性能的重要指标。
本实验采用熔体流动速率仪进行测定。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：熔体流动速率仪、天平、真空干燥箱、温度控制器、玻璃管、毛细管、砝码等；2. 试剂：聚乙烯（LDPE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等。
四、实验步骤1. 准备实验材料：将聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料分别进行干燥处理，直至恒重；2. 将干燥后的材料放入真空干燥箱中，在设定温度下进行热处理，使其达到熔融状态；3. 将熔融材料倒入玻璃管中，使熔体充满毛细管，并在毛细管上端放置砝码，使其保持一定压力；4. 启动熔体流动速率仪，调整温度至设定值，待温度稳定后，开始记录熔体通过毛细管的时间；5. 记录熔体通过毛细管的时间，计算熔体流动速率；6. 对不同材料、不同温度、不同压力条件下的熔体流动速率进行测定。
五、实验结果与分析1. 实验结果：（1）聚乙烯熔体流动速率：在190℃、2.16kg砝码下，熔体流动速率为3.5g/10min；（2）聚丙烯熔体流动速率：在200℃、2.16kg砝码下，熔体流动速率为2.8g/10min；（3）聚苯乙烯熔体流动速率：在180℃、2.16kg砝码下，熔体流动速率为1.2g/10min。
2. 结果分析：（1）从实验结果可以看出，聚乙烯的熔体流动速率最高，聚丙烯次之，聚苯乙烯最低。
这表明聚乙烯的熔融流动性最好，聚苯乙烯的熔融流动性最差；（2）随着温度的升高，熔体流动速率逐渐增大，说明高温有利于提高材料的熔融流动性；（3）在相同的温度下，砝码压力对熔体流动速率的影响较小，说明在实验条件下，砝码压力对熔体流动速率的影响可以忽略。
六、实验结论1. 通过本实验，掌握了熔体流动速率的测定方法，了解了熔体流动速率与材料性能之间的关系；2. 实验结果表明，聚乙烯的熔融流动性最好，聚苯乙烯的熔融流动性最差；3. 温度对熔体流动速率有显著影响，高温有利于提高材料的熔融流动性；4. 砝码压力对熔体流动速率的影响较小。
柔性多体动力学模型建立与仿真分析
柔性多体动力学模型建立与仿真分析一、引言柔性多体动力学模型是描述机器人、航天器、汽车等复杂系统运动和变形的重要工具，它能够准确地模拟系统的非线性动力学行为。
在科学、工程和军事等领域，准确理解和预测系统的运动行为对于设计和优化系统至关重要。
本文将探讨柔性多体动力学模型的建立与仿真分析。
二、柔性多体动力学模型的基本原理柔性多体动力学模型是由刚体和柔性体组成的，刚体用于描述系统的几何形状和质量分布，而柔性体则用于描述系统的弹性变形。
在建立柔性多体动力学模型时，需要考虑以下几个方面。
1. 刚体动力学模型刚体动力学模型主要由刚体质量、质心位置、惯性矩阵和外力矩阵等参数组成。
通过牛顿-欧拉方程，可以求解刚体的运动学和动力学参数。
2. 柔性体动力学模型柔性体动力学模型主要由弹性变形方程、弹性势能和形变能等参数组成。
通过拉格朗日方程，可以求解柔性体的运动学和动力学方程。
3. 位形坐标描述在建立柔性多体动力学模型时，需要选择合适的位形坐标描述模式。
常用的位形坐标描述模式有欧拉角、四元数和拉格朗日点坐标等。
三、柔性多体动力学模型的建立1. 刚体建模在刚体建模中，需要确定刚体的质心位置、惯性矩阵和外力矩阵等参数。
通过对刚体进行转动惯量测量、质心定位和精确测力等实验，可以得到准确的参数值。
2. 柔性体建模柔性体建模是建立柔性多体动力学模型的关键步骤之一，通过选择合适的柔性体模型和参数，可以准确地描述系统的弹性变形。
常用的柔性体模型包括弯曲梁模型、剪切梁模型和薄板模型等。
通过有限元分析和实验测试，可以获取柔性体的弹性参数和模态特性。
3. 使用有限元方法建立模型有限元方法是建立柔性多体动力学模型的常用方法，它通过将柔性体划分为有限个单元，利用单元间的相对位移和应变关系，求解节点的位移和形变。
通过有限元方法建立的模型，能够在较高的精度下反应系统的运动和变形情况。
四、柔性多体动力学模型的仿真分析1. 动力学仿真通过动力学仿真，可以模拟柔性多体系统受到外力作用下的运动行为。
4M12型压缩机曲轴多柔体动力学仿真分析
4M12型压缩机曲轴多柔体动力学仿真分析秦瑶;纵文斌;张伟伟;屈宗长;孙锐艳【摘要】将多柔体动力学应用到曲轴的仿真计算中,运用多体动力学仿真软件ADAMS进行多柔体动力学仿真,得到曲轴在实际工作过程中的动态载荷.利用有限元ANSYS软件对该曲轴进行瞬态响应分析,得到曲轴的应力分布云图及危险节点应力随时间变化曲线,是曲轴进行疲劳寿命分析的前提,为曲轴的设计提供理论指导.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P10-15)【关键词】曲轴;柔体;动力学仿真;有限元【作者】秦瑶;纵文斌;张伟伟;屈宗长;孙锐艳【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;西安交通大学能源与动力工程学院,陕西西安710049;吉林油田勘察设计院,吉林松原138000【正文语种】中文【中图分类】TH457曲轴作为压缩机中最主要运动部件之一，其动力学特性对压缩机运行的可靠性有较大的影响。
在实际工作过程中，在周期性变化的气体力、惯性力、力矩的共同作用下，极易发生疲劳破坏，以致产生严重的后果。
目前，随着往复压缩机向着多列高速方向发展，使得曲轴的实际工作条件越来越复杂，相应的对曲轴的安全性和可靠性提出了更高的要求。
曲轴传统的研究方法多是基于简单的强度分析和静力学疲劳寿命分析，并没有考虑动力学特征，常常使得对曲轴的疲劳寿命评估造成一定的误差。
本文以4M12型往复压缩机曲轴为研究对象，运用有限元法对其进行模态分析，得到曲轴前10阶的固有频率和其对应的振型，通过ADAMS生成曲轴柔性体模型，并对其进行仿真分析，得出曲轴柔性体在对应时刻的运动状态及节点的等效应力变化，为研究曲轴的疲劳寿命提供依据，对曲轴结构设计、结构优化和工作中后期的维护工作都有着重要的意义。
由于曲轴结构比较复杂，在其实际工作过程中，承受着周期变化的交变载荷。
柔性多体系统动力学的建模、降阶及精细计算研究
variant structure,
time integration algorithm,
nonlinear dynamics
目
录
第一章 绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
第四章
柔性多体系统的精细计算. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .46
引 言…………………………………………………………..46 精细积分法的基本构造……………………………………….46 刚性方程的精细积分法……………………………………….49 非线性方程的精细积分法…………………………………..52 柔体系统动力学方程的精细积分法………………………..55 小 结………………………………………………………….58
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，使人们对复杂柔性多体系统动力学的研
究日趋活跃。目前，国际上已公认，柔性多体系统动力学是应用力学最活跃的领 域之一，也是多体系统动力学研究中最主要的方向
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。由此可见，柔性多体系
统动力学的研究意义重大。 它的研究水平从一个侧面反映了一个国家高科技的发 展水平。它的巨大应用价值和理论意义，早己引起世界各国的高度重视。 1988
Profession: Structure engineering Student: Zhao Yuli Director: Wu Ziyan
Northwestern Ploytechnical University Marc具体特点，对它的建模、降阶及精细计算三个方 面进行了论述和研究。 柔性多体系统动力学问题的主要特点是：系统中的柔性体部件，在运动过 程中经历着大的刚性整体运动和转向，同时又有变形运动，而且这两种运动又 是高度耦合的。 在建模方面，本文采用相对描述的方法，用拉格朗日方程导出自由柔性体 平面运动动力学方程，然后通过约束方程组装成柔性多体系统，随后又讨论了 建立柔性多体系统动力学方程的递推列式方法，并比较了两者的优缺点。 采用离散化方法形成的柔性多体动力学模型的阶数一般很高， 即使应用模态 截断等方法，要较好地表示柔性系统的变形等特征，方程的阶数仍然会很高。基 于结构力学和最优控制之间的模拟关系， 辛子空间逆迭代法(ASSISM)从在保留原 系统不被破坏的前提下， 在全状态空间内反复迭代以求出系统在Hamilton体系下 的主要本征解， 该方法从计算本征值方面为大型系统的降阶研究开辟了另一条途 径。本文还成功地将它引入到时变系统的求解中。 精细积分法是一种精度很高、 绝对稳定的计算常微分方程的迭代格式算法， 而且任何时刻的值可一次求出，可以有效地解决常系数线性刚性微分方程的刚 性及其计算危险性问题，经过改进的精细积分法在求解非线性微分方程时也显 示出巨大的优势，由于精细积分法可以有效的解决上面两种问题，所以本文建 立了一种刚-弹耦合模型，用该方法进行了数值仿真，计算结果表明精细积分法 在求解这类问题时同样适用，这为柔性多体系统动力学方程的求解提供了新的 思路。
系统动力学实验报告
利用VENSIM建立库存的因果关系图和存量流量图
吴梦委 1321231015
一、实验目的
1、学会使用VENSIM软件。
2、利用软件建立库存关系的因果关系图。
3、建立库存流量图。
4、学会分析因果关系图。
二、实验步骤
5、熟悉VENSIM软件。
6、先建立因果关系图并作分析。
7、根据因果关系图建立库存流量模型。
8、运行模拟并调整参数使得库存接近目标库存。
三、实验结果分析
一）、因果关系图
分析：
首先，由图可知这是一个具有负反馈特性的因果关系图；inventory是存量，goal、adjust time和outflow为常量，inflow和difference是辅助变量；其中，调整时间和库存差同时影响入库量，且调整时间与入库量成反比；而库存差由目标库存和实际库存量决定，且目标库存与库存差成正比，实际库存与库存差成反相关；入库量影响库存且成正比，出库量影响库存且成反比。
二）、存量流量图
参数设置：
目标库存：5000pallet 调整时间：10day
库存：1800pallet
出库：10pallet/day 运行后的结果：
运行结果显示库存稳定在4900托盘。
经过多次调整，库存都稳定在5000以下。
由此可见，目标库存只是一个理想值，实际几乎不可能达到。
高温高压环境下多相流体体系的动力学模拟
高温高压环境下多相流体体系的动力学模拟是流体力学中的一项重要研究领域，其应用于很多重要工艺过程中。
为了更好地了解其研究方式，本文将从以下几个方面展开。
一、介绍高温高压环境下多相流体高温高压环境下多相流体指在高温高压下，物质存在于两种或多种不同的相态（如气液、液液、固液等），并且能够相互作用和转换的复杂流态。
这种体系在自然界和工业领域中广泛存在，如地质流体、化工反应、燃烧和爆炸，以及石油和天然气生产等行业。
二、分析高温高压环境下多相流体动力学模拟的必要性针对高温高压环境下多相流体的研究，无法通过实验进行直接观测和研究。
因此，动力学模拟成为研究该领域的主要方式。
通过模拟，研究者可以更深入地了解多相流体在高温高压环境下的运动机制、物质转移以及相互作用。
三、高温高压环境下多相流体动力学模拟的基本方法1. 多相流动方程多相流动方程是高温高压环境下多相流体动力学模拟的基本方程。
多相流动方程常见的有流体力学、质量守恒、能量守恒以及相态转移方程等，这些方程描述了多相流体在高温高压环境下的运动和能量转移。
2. 计算流体力学模型计算流体力学模型是通过数学模型和数值方法将多相流体问题抽象出来，然后求解出流体的流动和相互作用行为。
主要的计算流体力学模型有欧拉模型、拉格朗日模型和欧拉-拉格朗日混合模型等。
3. 各向异性模型各向异性模型是高温高压环境下多相流体动力学模拟研究的重要插入模型。
这种模型主要用来描述流体微观结构和宏观流动之间的相互作用，一般包括元胞自动机模型、颗粒力学模型和多晶体塑性等。
四、高温高压环境下多相流体动力学模拟的研究进展目前，高温高压环境下多相流体动力学模拟领域的研究进展很快。
研究者们通过对多相流体模型的改进和扩展，不断提高模拟结果的准确性和可靠性。
此外，在计算技术和计算资源的支持下，动力学模拟的计算速度也大大提高，使得其在石油和化工等行业中得到广泛应用。
五、总结是流体力学中的重要研究领域。
通过基本方程、计算流体力学模型和各向异性模型的运用，研究者可以全面了解多相流体在高温高压环境下的运动机制、物质转移以及相互作用。
高分子化学_王跃川_实验1熔融缩聚——缩聚反应动力学研究
实验1 熔融缩聚——缩聚反应动力学研究——聚酯反应速率常数的测定一、实验目的掌握熔融缩聚基本配方、操作要点和缩聚反应速率常数测定的基本原理。
二、实验原理化学动力学既是理论化学的研究领域之一，又是实验化学的研究范畴，同时还是化工生产的重要控制要素。
因此线型平衡缩聚反应的动力学研究一直受到高分子科学工作者的特别关注。
以对甲苯磺酸催化的己二酸和乙二醇的混缩聚反应为例，其聚合反应方程式和动力学方程如下：n HOOC(CH2) 4COOH + n HO(CH2) 2OH ==HO–[OC(CH2) 4COO(CH2) 2O]n–H + (2n–1)H2O计算速率常数k的必要条件是测定反应时间t以及t时刻所对应的平均聚合度X n或反应程度p。
相比之下，反应程度的及时快速测定要比聚合度的测定容易得多。
设V t和V∞分别为时刻t和假定反应程度达到1时生成水的体积，即V∞为该反应如果彻底完成能够生成水的理论体积。
如果反应起始时，两种单体的用量都是1 mol，则V∞=2mol 即36 ml，由于p = V t / V∞，于是，只需要在一个相对恒定的温度T1条件下连续测定不同时刻t反应生成的水体积V t，然后以V∞/ (V∞-V t)对时间t作图则可以得到一条直线，即可以从直线斜率和单体的初始浓度计算该温度下的反应速度常数k。
然后再调整反应温度在T2、T3、T4……重复前述操作，即可得到对应温度下的速率常数k2、k3、k4……，最后再按照Arrhenius方程：ln k = ln A – E / R T采用作图法或计算法都可以分别计算出该反应的活化能E和频率因子A。
三、仪器及试剂3.1 仪器：配有200 ℃温度计、通入氮气鼓泡系统和水冷凝管的250 ml 磨口三口瓶一套；250 W 红外线加热灯及其配套的调压变压器；15 ml 油水分离计量器。
3.2 试剂：试剂名称己二酸乙二醇对甲苯磺酸(已溶入乙二醇)试剂规格 C.P. C.P. C.P.用量g (mol) 73（0.5）31 (28 ml)(0.5) 0.05（mmol）四、实验步骤1）安装仪器，注意三口瓶底与红外线灯面的距离宜在1 ~ 2 cm；通入氮气的玻璃毛细管宜尽可能接近瓶底；2）依次加入用台秤称量好的己二酸和量筒计量的乙二醇；3）调整调压器加热，同时开启冷凝水，使瓶内的己二酸能在15 ~ 20 min 内完全熔化。
双驱动熔体泵的性能结构研究的开题报告
双驱动熔体泵的性能结构研究的开题报告一、选题背景及意义熔体泵是塑料、橡胶、化纤等高分子材料加工过程中的关键设备，其作用是将高粘度熔融物质以稳定的流速输送到模头中，保证模头正常工作。
目前市场上主要采用单驱动熔体泵，其结构简单、维护成本低、应用广泛。
但在高粘度、高压力、高温度等特殊工况下，单驱动熔体泵的输出流量和压力稳定性较差，泵击发生也比较普遍，这就限制了其使用范围和性能。
为解决这一问题，提升熔体泵的性能，双驱动熔体泵开始逐渐受到重视。
双驱动熔体泵采用两个同步运转的叶轮，分别由两个不同的电动机驱动，能够增加泵的流量、压力稳定性和自吸性能，减少泵击发生的概率，有效地提高生产效率和产品质量。
然而，双驱动熔体泵结构较为复杂，其内部液压传动机构对设计、制造和维护的技术要求也更高。
因此，对于双驱动熔体泵的性能和结构进行深入研究和优化具有重要的理论和实际意义。
二、研究目标和内容本文以双驱动熔体泵的结构、性能和参数优化为研究目标，探究双驱动熔体泵的优点和不足，并提出相应的改进方案。
具体研究内容包括：1. 研究双驱动熔体泵的结构组成和工作原理，深入了解其流体力学、机械传动和液压控制等方面。
2. 对双驱动熔体泵的流量、压力稳定性、自吸性能等参数进行测试和分析，对比单驱动熔体泵的性能差异，并找出问题所在。
3. 提出改进方案和结构优化，包括选用新型材料和加工工艺、改进液压系统和控制方法、优化液压传动机构和叶轮等。
4. 对双驱动熔体泵进行实验验证，检验改进方案的有效性和可行性，并比较优化前后的性能差异。
三、研究方法及技术路线本研究采用实验验证和数值模拟相结合的方法，其中实验部分主要包括设备选型、流量、压力测试和性能比较，数值模拟部分主要包括计算流体力学模拟和有限元分析。
技术路线如下：1. 设计出双驱动熔体泵的实验测试平台，并选用合适的实验设备和传感器进行流量、压力测试和性能比较。
2. 利用计算流体力学软件对双驱动熔体泵内部流场进行数值模拟，分析其流动状态、压力分布和能耗等参数。
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多柔体系统动力学读书报告指导教师：田浩目录第一章多体系统发展简介................................................................ - 1 -1.0 综述 ................................................................................. - 1 -1.1 发展过程........................................................................... - 1 -1.2 多柔体系统动力学研究概况................................................ - 1 -1.3 多体系统动力学数值计算方法研究概况与进展 ..................... - 4 -1.4 软件发展........................................................................... - 6 -第二章多体系统动力学模型 ........................................................... - 7 -2.1 多柔体系统动力学建模....................................................... - 7 -2.2 多柔体系统动力学模型的降阶............................................. - 8 -2.2.1惯性完备性准则........................................................ - 8 -2.2.2 基于输出响应或传递函数的模态选取准则 .................. - 9 -2.2.3模态价值分析准则..................................................... - 9 -2.2.4内平衡降阶准则........................................................ - 9 -第三章大型星载可展开天线问题.................................................... - 11 -3.0 综述 ................................................................................ - 11 -3.1 展开动力学研究的任务和要求............................................ - 11 -3.2 构形特点.......................................................................... - 12 -3.3 力学模型.......................................................................... - 12 -3.4 多柔体系统动力学的建模方法............................................ - 13 -3.4动力学分析与试验的相关性检验......................................... - 13 -第四章柔性关节误差对星载天线扰动问题 ...................................... - 15 -4.0 综述 ................................................................................ - 15 -4.1 国内外研究情况................................................................ - 15 -参考文献....................................................................................... - 17 -第一章多体系统发展简介1.0 综述多体系统动力学是研究多体系统（一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动规律的科学。
多体系统动力学包括多刚体系统动力学和多柔体系统动力学。
虽然经典力学方法原则上可用于建立任意系统的微分方程，但随着系统内分体数和自由度的增多，以及分体之间约束方式的复杂化，方程的推导过程变得极其繁琐。
为适应现代计算技术的飞速发展，要求将传统的经典力学方法针对多体系统的特点加以发展和补充，从而形成多体系统动力学的新分支。
为建立多体系统动力学的数学模型，已经发展了各种方法，其共同特点是将经典力学原理与现代计算技术结合。
这些方法可归纳为两类，即相对坐标方法和绝对坐标方法。
1.1 发展过程20世纪60年代，古典的刚体力学、分析力学与计算机相结合的力学分支——多体系统动力学在社会生产实际需要的推动下产生了。
其主要任务是：1.建立复杂机械系统运动学和动力学程式化的数学模型，开发实现这个数学模型的软件系统，用户只需输入描述系统的最基本数据，借助计算机就能自动进行程式化的处理；2.开发和实现有效的处理数学模型的计算机方法与数值积分方法，自动得到运动学规律和动力学响应；3.实现有效的数据后处理，采用动画显示，图表或其他方式提供数据处理结果。
目前多体动力学已形成了比较系统的研究方法。
其中主要有工程中常用的以拉格朗日方程为代表的分析力学的方法、以牛顿-欧拉方程为代表的矢量学方法、图论方法、凯恩方法和变分方法等。
1.2 多柔体系统动力学研究概况机械系统一般是由若干个物体组成，通过一系列的几何约束联结起来以完成预期动作的一个整体，因此也可以把整个机械系统叫做多体系统。
多刚体系统动力学是以系统中各部件均抽象为刚体，但可以计及各部件联结点(关节点)处的弹性、阻尼等影响为其分析模型的。
多刚体系统动力学是在经典力学的基础上发展起来的，从60年代至今，多刚体系统动力学已经形成了许多各具特色的方法，如Newton-Euler方法、Lagrange方法、Roberson-Wittenburg方法、Kane方法、Huston方法等，并取得了相当完善的成果，已经解决了工程上的许多实际应用课题。
多柔体系统动力学则在此基础上进一步考虑部件的变形，是多刚体系统动力学的自然延伸和发展。
对多柔体系统的研究有着实际的工程应用背景。
随着动力学模拟的深入，人们发现，系统中某些物体的变形有时会对系统性能产生非常重要的影响。
在航天器、机器人领域和机构设计等方面，部件有向轻质量和高速度发展的趋势，其中系统中轻质量大尺度部件的高速运动往往引起系统的剧烈振动，达不到高精度要求，甚至毁坏系统的某些部件。
为了解决这个问题，就应该考虑系统中某些部件的弹性变形，即在抽象物理模型时就要考虑某些部件的柔性效应。
同时，必须考虑柔性体的变形与其大范围空间运动之间的相互作用或相互藕合，以及这种藕合所导致的动力学效应的研究，这类系统称为柔性多体系统或刚一柔混合多体系统柔性多体系统动力学研究由刚体和柔性体组成的复杂机械系统在经历大范围空间运动时的动力学行为。
从“多体”这一方面来讲是多刚体系统动力学的自然延伸和发展，从“柔体”这一特点着眼是变形体力学的拓广。
对于柔性多体系统来说，它的各构件之间一般都存在着大的相对平动和转动，而且在运动中要考虑构件的柔性。
这就使得系统运动的自由度，各构件互相之间的运动学关系都大大地复杂化了。
同时引起了复杂而变化的离心力和哥氏力力场，影响了多体之间相互运动的力学条件。
这就使得考虑多体运动和柔性效应之间的藕合显得极其重要。
文献认为:柔性多体系统不同于多刚体系统，它含有柔性的部件，变形不可忽略，其逆运动学是不确定的;它与结构动力学不同，部件在自身变形运动同时，在空间中经历着大的刚性移动和转动，刚性运动与变形运动互相影响、强烈藕合，与一般的系统不同，它是一个多输入、多输出的无穷维、时变、高度藕合、高度非线性的复杂系统。
总之，多柔体系统动力学是与经典动力学、结构动力学、连续介质力学、计算力学、现代控制理论及计算机技术紧密相联的一门新兴交叉、边缘性学科，在航空航天、机器人、高速机构及车辆等各个领域有着广泛的应用，成为目前理论和应用力学最活跃的分支之一。
它的主要任务是研究建立系统的适合计算机的动力学模型的建模方法和有效的数值求解方法。
随着部件尺寸的增大、结构重量的减轻，从而刚度的减弱以及运行速度的提高，在许多方面都提出了多柔体系统建模的需求。
在人造卫星、航天飞机、大型空间站等的动力学分析中，由于它们的天线和太阳能帆板的伸展尺寸与本体尺寸相比，可能大到几倍甚至十几倍，此时弹性变形不再可以忽略。
1958年美国发射的第一颗人造卫星“探险者1号”(EXPLORER-I)。
由于在系统的动力学建模时没有计及4根鞭状天线的弹性影响，导致卫星入轨后翻滚、失控;1982年美国“陆地卫星一4"(LANDSTA-IV)的观测仪的旋转部分受到柔性太阳帆板驱动系统的干扰而产生微小扰动，从而降低了图像质量;“国际通讯卫星V号”(INTERSAT-V)柔性太阳帆板扭振频率与驱动系统发生谐振时，导致帆板停转和打滑。
各种问题的提出引发了人们对多柔体系统建模的思索和重视，开始了多柔体建模的探讨和研究。
多柔体系统动力学从起步到逐渐成为主要研究焦点，经历了几个阶段:七十年代初期开始，PWLikins,WJBook,JPSadler等人对柔性系统进行了大量的研究工作。
随着有限元方法的出现，发展和成熟，1971年RCWinfrey和Erdman先后在不考虑构件弹性变形对其大范围刚体运动影响的情况下，把结构分析中的有限元法引入弹性系统的分析中，从而为展开弹性多体系统动力学开辟了一条新路。
Winfrey等人的工作，标志着机构弹性动力学近期研究工作的开始。
该方法的要点是，不考虑构件的弹性变形对其大范围运动的影响，而是通过对多刚体系统动力学分析得到构件运动性态，再加上构件的惯性特性，以惯性力的形式加到构件上，然后根据惯性力和系统的外力对构件进行弹性变形以及强度分析。
这种方法实质上是将柔性多体系统动力学问题转变成多刚体系统动力学与结构动力学的简单叠加，忽略了二者之间的耦合。