拦阻索冲击的多体动力学仿真研究
舰载机拦阻着舰动力学研究
～ ～
一
、 。 、
分 别 为
前 轮 、左主轮 和右 主轮的侧偏 角 （ 假设 与 均为
．
小 角度 ） ；Ⅳｎ 为前轮 支反力 ；Ⅳ 为左 主轮支反力 ； Ⅳｍ 为右 主轮 支反力 ； 、 ｍ ｆ。 、 为前 轮 、左 主轮
一
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和右 主轮在舰 载机 着舰滑跑 阶段所受 的摩擦力 沿垂 直 于机轮轴线 方 向＿ 的分量 ；舰 载机 与舰 面之 间动摩 擦 系 数 为 ， 则 近 似 有 厂 ＝ ｎ ｎ Ⅳ ， ＝ｌ ｍ ， ｌ ｌ Ｎ
中 图分 类 号 ：Ｖ １． ２１３ ５ 文 献 标 志 码 ：Ａ
０ 引 言
与 陆基飞机着 陆相 比而言 ， 载机着舰 的难度 、 舰 复杂性 和危 险性要 大得多 ，为使 高速 飞行 的舰载 机 能在长度相对 陆机 飞机着 陆跑道要短 得多 的舰 船 飞 行 甲板上顺利 着舰 ，各 国海 军均采用 了舰载机 着舰
收稿 日期 ：２ ０ ．９ １ ； 修 回 日期 ：２ ０ ．２ １ ０ ９０ ．７ ０ ９ １．７
作者简 介：陶 杨 （ ９５ ，男 ，硕士生 。侯志强 （９９ ，男 ，教授 ， １８一） １５一） 博导 ，博士。
１４ ３
海 军 航 空 工 程 学 院 学 报
第 ２ 卷 ５
机 轮所受力 情况如 图 ３所示 。 为前轮与机 体 坐 标轴 系 的 Ｘ轴 之 间 的夹 角 ；
拦 阻 索 的 中 间且 拦 阻 钩运 行 速度 方 向垂 直 于拦 阻
拦 阻装置 。 良好的着 舰拦阻是 对人员 、舰船 和舰载 机安 全 的重 要保证 川。在舰 载机整个 着舰 过程 中 ，
缆索的动力学建模及其应用研究_参考文献笔记
索状结构的动力学建模与算法研究——参考文献阅读笔记1 水下拖曳系统水动力特性的计算流体力学分析（2007）在数值模拟中是否能够准确地描述拖曳缆绳和拖曳体的水动力状态，是能否准确地模拟拖曳系统地水动力性能的关键。
在模拟水下拖曳系统的水动力性能中，通常忽略拖曳船与拖曳系统的耦合作用，系统的水动力模型一般认为由两部分组成:拖曳缆绳与拖曳体。
在描述拖曳缆绳的水动力状态时，最常用的方法是集中质量法和有限差分法。
而目前对水下拖曳体水动力特性模拟，应用最广泛的当属由Gertler and Hargen[1]首先提出后由Abkowitz[2]改进的水下运载体(Underwater Vehicle)六自由度运动方程。
在Gertler and Hargen 方程中，其左边项代表了拖曳体的惯性力；而右边项代表了作用在拖曳体上的外力，这些外力包括拖曳体的摇荡恢复力、拖曳缆绳张力以及水动力。
运用这些方程成功与否，关键是能否准确地确定作用于拖曳体上的水动力。
确定拖曳体上水动力的手段可以分为实验方法与估算方法两大类。
试验方法缺点是试验费用昂贵、试验周期长。
估算方法，是指根据过去的统计与试验参数回归出适当的拖曳体水动力计算经验公式，或以数值计算结合经验公式来确定其水动力数值。
在这一方法中，人们通常根据拖曳体的几何参数以计算方法取得拖曳体在理想流体中的惯性力参数，以经验公式计算拖曳体的粘性力,最后将两者结合起来。
这一方法实际上是将作用在拖曳体的水动力分为惯性力和阻尼力，并人为地认为它们是互不关联的两种成分，而其中的粘性力则被认为由拖曳体各组成部分粘性力的叠加，而忽略了其各组成部分之间的相互影响。
显然这一处理方法与实际情况有相当的差距。
一般认为估算方法只有在拖曳体的各组成部分为回转体或相对流线型时才能得到比较合理的结果[3]。
本算法的基本思想，是以拖曳缆绳及拖曳体运动方程通过边界耦合建立系统水动力数学模型，以此为基础用差分方程来求解拖曳系统的水动力特性。
单列向心球轴承保持架动力学仿真分析
单列向心球轴承保持架动力学仿真分析吴志飞;曹国侯;许平;罗永生;张宝勇【摘要】This paper took the single-row radial ball bearing cage as a research object,based on the theoretical foundation of the multi-rigid-body system dynamics and platform of virtual prototype,and by using the 3D software SolidWorks,constructed a model.There were one multi-rigid-body system model and another coupled multi-body system model established in ADAMS software.This paper discussed the multi-body system coupled modeling general method,the cage on the system dynamic characteristic influence.The results of the study showed that soft cage damping effect absorbed energy and inhibit the cage vibration,which made its stress smaller more stable operation.%以单列向心球轴承的保持架为研究对象,以多体系统动力学为理论基础,以虚拟样机技术为平台,利用三维建模软件SolidWorks建立实体模型,通过有限元软件ANSYS离散化所建的模型.在ADAMS 软件中,为单列向心球轴承分别建立1个多刚体系统模型和1个刚柔耦合多体系统模型,探讨了多体系统刚柔耦合建模的一般方法,研究了保持架对系统动态特性的影响.研究结果显示,柔性保持架的阻尼作用吸收了部分能量,并抑制了保持架的振动,使其受力更小,运转更稳定.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)007【总页数】3页(P73-75)【关键词】单列向心球轴承;保持架;ADAMS;刚柔耦合【作者】吴志飞;曹国侯;许平;罗永生;张宝勇【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650504;成都军区工程科研设计所,云南昆明650222;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明650504;金川集团有限公司,甘肃金昌737104;金川集团有限公司,甘肃金昌737104【正文语种】中文【中图分类】TH133.33滚动轴承分有和无保持架2种结构。
时域分析法在冲击仿真中的应用
为减震器的位移约束，设备的速度会逐渐减弱，当 ｔ ＝
０．０３５ ｓ 时，速度归为 ０，此时的减震器的位移变形量会
达到峰值。 先将加速度分段函数进行一次积分，在积
分过程中应注意在 ０．０１ ｓ 时刻速度达到最大值，对应
的数值即为正波的面积 １．６５６ ｍ ／ ｓ，处理得到速度的分
所示。
图 ３ 系统时域力曲线
２．２ 强制位移输入法
根据双半正弦波的特点对加速度分段函数进行二
重积分，将加速度等效成位移载荷的方式加载在设备
底部。 积分过程中注意在正波脉宽的结束时刻为速度
的峰值，在负波脉宽结束时刻为位移的峰值。 由图 ２
可知，在冲击的过程中，设备由初始零速度，加速度开
始工作，至 ０．００５ ｓ 时正波加速度达到峰值 ２６０ ｍ ／ ｓ２ 。
质量和刚度远大于自身的大质量块，在砝码设备和质
量块之间建立如图 ６ 所示的 ４ 个 ３ 向弹簧阻尼单元，
模拟砝码设备下端的减震系统。
（７）
由式（７） 可得速度时间函数的常数项为 ０．８３，将
积分得到的速度时间分段函数进行拟合，得到图 ４ 的
时域速度曲线。
— ４２ —
图 ６ 砝码减震系统
宋骏琛 等 时域分析法在冲击仿真中的应用
首先是正波冲击，按照波形不同可以将组合后的输入曲
线拟合成图 １ 所示的正负两个面积相等的半正弦波
从而完成冲击输入谱从频域到时域范围的转化。
ａ ２ ＝ ０．６ａ ０ ， Ｖ１ ＝ Ｖ２ ＝
ｔ１ ＝
πＶ１
２ａ ２
， ｔ ２ ＝
２ｄ ０
Ｖ１
［６］
，
２
拦阻索应力的仿真研究
由于整 个 拦 阻动 力 学 过程 是 大 位移 、 大 转 动 问 题， 若 利用 离散 质点 和 离 散 刚体 的 方法 、 或应用 Ｌ Ｓ ． Ｄ Ｙ Ｎ Ａ进行 绳索 的显 式 动 力 学仿 真 ， 需要 网 格划 分 较密 ， 计算 时 间步 长小 ， 导 致计 算效 率低 。 因此有 必 要借 助隐 式动力 学格 式增 大 时间步 长来提 高计 算效
＠
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
航 空航 天
拦阻 索应 力的仿真研究
沈文厚 丁 祥 郭叔伟
（ 海军航空兵学院 ， 葫芦岛 １ ２ ５ ０ ０ １ ）
摘
要
舰载机着舰过程 中， 拦 阻索的应力直接关系到舰载机 的飞行安全 。为研 究拦 阻索应力波传播规 律 ， 在 多体 动力 学框
ｎ ｌ ， 由３ ０根 高强 度 的直径 为 １ ． ２ ｍ ｍ 的钢 丝绳 拧 成 ， 钢 丝绳 之 间用 聚 酯 纤 维进 行 润 滑 ０ １ 。 当拦 阻 索 受 到舰 载 机尾 钩 冲击 后 ， 其 大 翘 曲变形 对 拦 阻索 应 力 的影 响可 以忽 略 ， 因此 ， 为 了 减小 计 算 成 本 ， 开 发 的 索 单元 进行 了必 要 的简化 。 ２ ． １ 基 本假 设
通过对 ＭＫ ７ — ３型液 压拦 阻 系统 进行 结 构 简 化 ， 研 究 舰载 机尾 钩两侧 拦 阻索应 力 的变化 规律 。仿 真结果 可为 进一 步研究 舰 载机拦 阻 系统 的纠偏 问题 提供理
论 依据 。
对 于绳 索 的研 究 由来 已久 ， 通 常 对绳 索 的建模 采用 离散 刚体 的方 法 ， 或 者使 用有 限元 的方法 。如 ： Ｅ ｌ ｌ ｉ ｏ ｔ ｔ … 利用 Ａ Ｄ Ａ ＭＳ软件 对 绳 索单 元 进行 建 模 ， 将 索离 散成 有 限个 刚 体 ， 然 后 用 弹簧 阻尼 器 将 它们 连 接 在一 起 形 成 一 根 绳 索 ； Ｋ ａ ｍ ｍ ａ ｎ等人 利 用 集 中 重量 的方 法建 立绳 索 的多体 动 力 学 模 型 ， 仿 真 分析 了可变长 度绳 索 的动力学 特 点 。我 国学 者对 绳索建 模 也进行 了探 讨 ， 如 杨 志 军 等人 ｌ ３ 用 Ａ Ｄ Ａ Ｍ Ｓ软 件 分析 了绳 索 的动力 学 特性 ； 陈钦 也 用 集 中质量 法 建立 了索 单 元 模 型 ； 梁 利 华 等 人 利 用 Ｌ Ｓ ． Ｄ Ｙ Ｎ Ａ 分析 拦 阻索 的动力 学 特 性 ， 分 析 拦 阻索 应 力 波 的 传
舰载机着陆滑跑动力学模型与仿真
第1章绪论1.1课题研究的背景及意义舰载机是以航空母舰或其他军舰为基地的海军飞机。
能否更安全着陆是舰载机研究的一个重要环节。
舰载机着陆过程中会承受较大的冲击负荷，特别是机轮在着陆滑跑过程中通过诸如拦阻索、甲板信号灯等障碍时，会引起较大的起落架载荷增幅。
过大的载荷会导致起落架缓冲性能失效从而引发严重事故。
因此，准确建立舰载机着陆滑跑过程中的动力学模型，分析起落架缓冲系统对此冲击载荷的影响，对舰载机起落架的研制与试验有着非常重要的意义。
起落架系统作为飞机最重要的承力功能构建，用以飞机起飞、着陆、地面滑跑和停放，并吸收着陆撞击和滑跑冲击的能量。
它的设计师飞机设计中一个非常重要的部分。
它包括的内容多、涉及面广，是一个极其复杂的过程。
因而起落架设计是要经过多次反复设计完成的。
这就导致起落架设计的周期长，设计效率低。
另外在进行起落架分析和设计的时候，通常要建立一定的试验装置。
例如在进行起落架落震实验时，实验装置复杂且能测得的数据少。
我国的落震技术远远落后与西方发达国家，只能测量机轮垂直力、水平力、重心位移、缓冲器位移、轮胎压缩量等几个参数。
机轮的侧向力、机轮的三方向位移和三方向加速度、起落架加速度、起落架主支柱上关键部位的应力都不方便测出。
舰载机对起落架的性能要求比普通飞机更高。
如何研制这种高性能的起落架是发展舰载机的一个重要课题。
建立舰载机着陆滑跑动力学模型，可以直观了解舰载机起落架在着陆滑跑阶段受力变化，再利用仿真技术可以方便地实现起落架系统的运动分析、载荷及应力分析、动力学分析，能够较好地代替实物实验装置。
它有投资少、试验简单方便、测得的数据多、精度高等优点，可以大大提高起落架的设计质量，缩短设计周期。
仿真软件的使用将为我国节省大笔的科研资金投入，另外使用和维护费用低廉。
在飞机设计的极为重要的起落架设计当中，仿真软件的设计可以使设计更为优化。
在设计过程中，根据选择的参数在软件上仿真，根据仿真结果，适当的修改设计参数，从而优化设计提高设计精度和效率，对舰载机及其它领域的发展有着重要意义。
多工况下列车纵向冲击仿真研究
多工况下列车纵向冲击仿真研究
樊坤
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)2
【摘要】为了研究多编组列车在惰行、牵引、制动工况下的纵向冲击,该文通过多体动力学软件Simpack中的rail模块建立由2辆机车和8辆货车编组的多自由度列车动力学模型并结合列车实际运行遇到的轨道不平顺问题和不同工况的受力来设置仿真的边界条件,通过仿真结果分析多编组列车在不同工况下受到的纵向冲击。
仿真的结果表明,列车在惰行工况下所受纵向冲击较小且纵向冲击力大小与速度大小的关系并不是线性的;紧急制动时的列车间纵向冲击力略大于常制动下的列车间纵向冲击力;在列车牵引与制动时,最大纵向冲击力出现在机车与货车相连的缓冲装置。
【总页数】4页(P63-66)
【作者】樊坤
【作者单位】西南交通大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U270.11
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1.电动汽车驱动工况下纵向冲击问题研究
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3.ECP信号传播方式对3万t重载列车制动工况纵向冲动影响仿真研究
4.制动工况下旅客列车纵向动力学分析
5.重载组合列车制动工况下列车纵向力影响因素分析
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四自由度工业机器人运动学分析与仿真
《装备制造技术》2021年第2期四自由度工业机器人运动学分析与仿真张洪波1,孟丹1,潘宜斌2,冯宝林1,岳亮亮1,李磊1 (1•常州先进制造技术研究所，江苏常州213164:2.合肥固泰自动化有限公司，合肥230051 )摘要：以高粉尘环境下四自由度工业机器人为研究对象，利用D-H法建立机器人运动学方程，求出其位置的解析解，利用solidworks软件建立机器人的三维虚拟样机，并用recurdyn软件进行了运动学仿真验证关键词：工业机器人;运动学分析；运动学仿真中图分类号：TP242.2 文献标识码:A 文章编号：1672-545X(2021 >02-0017-030引言随着人力成本的逐步提高，搬运码垛等运输工 业的发展遭遇了前所未有的掣肘，高速重载工业机 器人技术的研究已成为我国工业领域亟待解决的问 题。
当前，四自由度码垛机器人多是由两个旋转关节 和两个移动关节组成的混联机器人，而四个旋转关 节机器人具有动作灵活、工作空间大、干涉小、结构 紧凑、易密封防尘等优点l h21。
本文采用双平行四边形 串联机构,增加了机器人本体整体刚度，同时可以维 持末端执行机构的水平姿态；对四自由度工业机器 人的四个旋转关节进行结构分析和运动学分析，在 不考虑力与力矩情况下，将机器人相对于固定参考 坐标系的运动作为时间的函数，研究了关节变量和 机器人末端位姿的关系i3'并用recurdyn进行运动 学仿真，验证了机器人数值计算，同时为机器人后续 的轨迹规划,动力学性能分析提供参考。
1机器人结构设计本文机器人的设计负载250 kg，主要由四个旋 转关节组成：（1)转座通过轴线竖直的旋转关节与底 座相连；（2)转座为机器人本体的支撑机构，其上安 装有平衡缸、大臂和副杆连杆；（3)小臂通过电机、减 速器直驱方式安装在大臂关节处，旋转关节处亦为 副杆连杆支撑点；(4)腕部与小臂通过旋转关节相连, 通过副杆连杆和大、小臂形成的平行四边形机构，使 腕部始终保持水平，同时满足腕部的易控性,腕部结 构为法兰盘形式，根据执行机构的不同，连接特定的执行器|51。
基于多体动力学的机械传动系统建模与仿真研究
基于多体动力学的机械传动系统建模与仿真研究引言：机械传动系统是工程领域中常见的研究对象，它承担着将动力传递到工作负载的重要任务。
传统的基于静力学的机械传动系统分析方法已经无法满足复杂系统的需求，因此基于多体动力学的建模与仿真研究变得越来越重要。
本文将重点介绍基于多体动力学的机械传动系统建模与仿真的研究进展，并讨论其在实际工程中的应用。
一、多体动力学基础多体动力学是研究物体在空间中运动和相互作用的学科。
在机械工程中，多体动力学方法应用于机械系统的动力学分析。
通过建立机械系统的动力学模型，可以分析和预测系统在不同工况下的动力学行为。
二、机械传动系统建模方法1. 刚体元件建模刚体元件是机械传动系统的基本组成部分，如齿轮、轴等。
在建立机械传动系统的多体动力学模型时，首先需要对这些刚体元件进行建模。
建模方法包括虚质点法、刚体元素法等。
建模时需要考虑物体的质量、惯性矩等参数。
2. 接触问题建模机械传动系统中，元件间的接触问题是一个重要的研究内容。
接触问题的建模方法包括刚体接触和弹性接触两种。
刚体接触建模假设接触面之间无滑动，而弹性接触建模则考虑接触面的弹性变形。
对于刚体接触问题，常用的建模方法有闭合链法和过程方法等。
3. 动力学约束建模机械传动系统中存在各种运动学和动力学约束，这些约束对系统的动力学行为具有重要影响。
建模时需要将这些约束纳入考虑，以得到准确的分析结果。
常用的建模方法包括拉格朗日乘子法和柯氏力法等。
三、机械传动系统仿真技术基于多体动力学的机械传动系统仿真技术包括动力学分析和运动轨迹仿真两个方面。
1. 动力学分析动力学分析通过求解动力学方程，得到系统在不同工况下的运动学和动力学响应。
多体动力学软件（如ADAMS和SIMPACK等）提供了方便的求解方法。
通过动力学分析，可以得到系统的动态特性，如系统的振动模态、动力学力矩等。
2. 运动轨迹仿真运动轨迹仿真是对系统运动过程进行可视化展示，通过仿真结果可以直观地了解系统的运动轨迹和运动特性。
剪叉升降平台设计与多体动力学仿真分析
剪叉升降平台设计与多体动力学仿真分析
毕涛;吕淳;刘笠
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2024(14)5
【摘要】该文针对变电站检修工作环境设计一款液压驱动的剪叉升降平台,该平台为对称结构,工作平台为U型结构,可同时容纳2人进行检修工作。
为通过虚拟样机技术对该升降平台进行结构分析与优化,首先在SolidWorks中建立该升降平台3D 模型,并将其转化为Parasolid文件导入多体动力学仿真软件RecurDyn中,在RecurDyn中建立该升降平台动力学模型,进行动力学仿真求解,通过后处理分析获得液压缸推力曲线、剪叉臂及其连接轴受力状况,为后续结构优化提供参考。
【总页数】4页(P61-64)
【作者】毕涛;吕淳;刘笠
【作者单位】江苏省送变电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH211.6
【相关文献】
1.对称驱动剪叉液压升降平台的动力学仿真
2.液压剪叉升降平台动力学仿真分析
3.基于ANSYS分析的剪叉式液压升降平台剪叉臂结构优化设计
4.剪叉式升降平台起升速度液压控制系统设计与仿真分析
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论文精选∣某型舰载机FCLP模拟训练系统设计
论文精选∣某型舰载机FCLP模拟训练系统设计摘要为了解决舰载机陆基着舰训练(field carrier landing practice，FCLP)风险性大、事故发生率高的问题，设计一种基于某型舰载机特点的模拟训练系统。
依据舰载机着舰训练的要求，在传统飞机模拟器基础上对系统组成结构及各分系统进行了详细设计，建立了光学助降系统模型与着舰指挥员模型，并对视景系统进行了优化设计，实现了人工着舰与自动着舰2种指挥模式，并具有飞行回放与讲评功能。
实际应用结果表明：该系统对于提高舰载机飞行员陆基着舰训练技术效果明显，具有较高的军事经济价值。
来源《兵工自动化》2018年第1期《某型舰载机FCLP模拟训练系统设计》作者：田杰荣，张力，韩晨，史存虎。
单位：海军航空兵学院舰载机系，辽宁葫芦岛引用格式田杰荣，张力，韩晨，等。
某型舰载机FCLP模拟训练系统设计[J].兵工自动化,2018, 37(1):01-05.欢迎引用，谢谢！0 引言舰载机飞行操纵技术复杂，训练费用高、难度大、风险高。
飞行员在航空母舰上进行着舰飞行之前，必须先进行陆基模拟着舰训练[1-2]。
FCLP是舰载战斗机飞行员在上舰前的重要训练内容，可以模拟训练着舰关键技术，降低风险、节省成本，减少对主要训练资源的依赖[3]。
在FCLP过程中，飞行员要使用标准的着舰进近程序进行大量的重复练习，建立修正进近误差的感觉，直至熟练地掌握着舰技术。
飞行员在FCLP中的总体水平通常会在实际着舰操作时得到体现。
FCLP是高风险科目，如果舰载机飞行员的训练全部采用实装训练，则有可能出现较高的飞行事故率。
笔者设计的FCLP模拟训练系统作为重要的训练资源，可以使飞行员熟悉操作程序、了解飞机运动规律、掌握特情处置方法、提高心理素质，减少不安全因素；因此，采用模拟训练手段可有效提高飞行员的操控能力、替代部分实装训练、减少事故发生率，是提高舰载机训练安全性的有效手段。
1 系统功能1.1 模拟地面与“空中”操作训练本模拟训练系统提供1:1的座舱仿真环境，使飞行员能够熟悉座舱设备，掌握使用程序，强化习惯养成。
软式空中加油系统鞭甩现象多体动力学分析
软式空中加油系统鞭甩现象多体动力学分析作者：赵振军谭兴宇史晓军张昌荣郭鹏来源：《振动工程学报》2024年第04期摘要软管‑锥套式空中加油系统的柔性结构经常发生不同程度的软管鞭甩现象，极大影响空中加油任务的安全性。
基于柔性多体动力学，建立了空中加油系统动力学模型，其中，利用基于任意拉格朗日‑欧拉描述方式和绝对结点坐标法的索/梁模型描述管线的大变形、大范围运动以及软管收放，并对空中加油系统受到的气动力进行建模，建立的模型能够反映加油机和受油机运动、软管和锥套的变形与气动力的耦合影响。
基于建立的空中加油系统动力学模型，复现飞行状态下的软管鞭甩现象，获得了鞭甩现象的形成机理。
研究表明，对接冲击下，软管平衡状态改变所形成的剪切波向后传播与反射是鞭甩现象产生的主要原因。
通过多工况计算结果，分析了软管刚度、对接速度、Ma数各因素对鞭甩现象引起的软管剪切力、纵波与剪切波传播速度的影响规律，并分别分析了软管收放控制和加缓冲的受油插头两种措施对鞭甩现象振动抑制的有效性。
关键词多体动力学; 空中加油; 鞭甩现象; 软管‑锥套组合体引言空中加油是飞行器在不着陆情况下，实现燃油快速补给、提升战机滞空时间、及时投入战场作战的主要技术手段。
根据加油管路方案的不同，空中加油可以分为软管式加油和硬管式加油两种方式［1］，中国主要采用软管式加油方式。
软管是一根长达数十米的柔性体，在对接过程中受到多种内外部干扰因素影响，比如加油对接操纵方式、软管柔性材料、飞行Ma数、加油机尾流、姿态变化、受油机头波等［2］。
软管鞭甩现象是造成空中加油失败的主要原因之一［3］，在空中加油的对接和输油阶段，受油机高速对接引起软管松弛，有可能发生软管鞭甩现象，轻则导致加油行动失败，重则使受油机受损、危及飞行安全。
因此，深刻揭示软管鞭甩现象的内在机理，提出有效的抑制/解决措施，对于提高空中加油的安全性、可靠性具有十分重要的意义。
对空中加油管线系统动力学建模方法主要有两种：多刚体动力学链式模型、有限元梁/索模型。
某无人机火箭助推发射段动力学仿真
四 川 兵 工 学 报
２ ０ １ ３年 １ ０月
【 武器装备理论与技术】
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ０ ９ ／ ｓ ｃ ｂ ｇ ｘ ｂ ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ０ ９
某 无 人机 火 箭 助 推发 射 段 动 力学 仿真
马 威 ， 马大为 ， 崔龙飞 ， 吴跃飞 ， 王新春
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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。
风力发电机组传动链动力学建模与仿真分析研究
2.1 引言....................................................................................................................................... 9 2.2 刚体运动学........................................................................................................................... 9
The main contents are as follows: ① Analyzed the utilization of wind resource and the development trend of wind power technology and sharing the research scholars of the wind turbine dynamics modeling and simulation analysis at home and abroad. ② Basis of the wind turbine multi-body modeling, derivate the kinematics and dynamics formulas of rigid and flexible multi-body. the finite element method was also introduced. ③Based on the drivetrain’s structure and load transfer routine developing the drivetrain topology diagram. the flexible multi-body simulation model was build combining with the diagram and finite element method. ④Execute modal analysis on the SIMPACK software , the natural frequencies and its energy of the drivetrain were obtained. the two dimensional Campbell chart were drawn the information of potential resonance point obtained in the end. ⑤Each response components acceleration curve obtained by time domain torque sweep, this curve transform to frequency domain using the FFT method.the resonance point is determined by the transform curve peak value.
柔性多体系统动力学的建模、降阶及精细计算研究
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
西北工业大学硕士学位论文
第一章
绪论
第一章
§1.1
绪
引 言
论
随着现代科学技术的迅猛发展，自然科学也形成了一个多层次的理论体系。 特别是系统论、信息论和控制论的出现，使各学科不断从分化走向整合，代表着 现代自然科学发展的一个趋势。这种整合的趋势，不仅产生了一大批新的学科， 而且各学科取长补短，通过边缘交叉与渗透，不断形成新的学术思想，拓展出新 的研究领域，同时也大大促进了基础研究与工程应用的密切结合，新的研究成果 不断涌现。 柔性多体系统动力学就是近二十多年发展起来的一门新兴学科。它是由多刚 体系统动力学、连续介质力学、结构动力学、计算力学、现代控制理论、计算方法、 以及计算机技术等学科构成的一门交叉性、边缘性学科。它是在航天、机器人、地 面车辆、机械系统等向轻型化、高速化、大型化和高精度方向发展，以提高运作精 度、减少能量耗损、适应复杂运行环境和延长使用寿命的背景下发展起来的。柔性 多体系统动力学的研究是当今理论和应用力学中非常热门的领域。 柔性多体系统动力学是在现代科学技术革命的推动下产生的。 新技术革命使 空间探索、海洋开发、机器人及复杂精密机械（机构）设计快速发展，出现了大 量用传统理论无法解决的问题，迫切需要用新的理论解决这些新的问题。特别是 近二十年来，卫星及航天器飞行稳定性、太阳帆板展开、姿态控制、交会对接需 求和失败的教训，以及巨型空间站的构建（上面携带巨型的操作机械臂及庞大的 作步进运动的太阳能电池及天线阵）；高速轻型地面车辆、机器人、精密机床等 复杂机械（机构）系统的高性能、高精度的设计要求；人体运动、创伤康复医疗 对人肢体运动深入了解的需求等等
基于ADAMS的空气悬架客车动力学仿真分析
Keywords: Matching technology of air spring suspension; Bus; Multi-body Dynamics; K&C characteristics; Handling sta
第一章 绪论 .............................................................................................................................. 1 1.1 引言 ............................................................................................................................. 1 1.2 空气悬架的国内外研究现状 ..................................................................................... 1 1.2.1 国外空气悬架的研究现状 .............................................................................. 1 1.2.2 国内空气悬架的研究现状 .............................................................................. 2 1.3 动力学仿真技术的发展和研究现状 ......................................................................... 3 1.3.1 多体动力学仿真技术的发展现状 .................................................................. 3 1.3.2 悬架 K&C 特性的研究现状 ........................................................................... 4 1.4 研究背景及意义 ......................................................................................................... 5 1.5 主要研究内容 ............................................................................................................. 5 第二章 空气悬架的结构特点和性能分析 ............................................................................ 7
新型刚柔耦合爬壁机器人虚拟样机建模与仿真分析
新型刚柔耦合爬壁机器人虚拟样机建模与仿真分析
韩力春;王黎明;薛毓铨;侯佳欣
【期刊名称】《机械设计》
【年(卷),期】2024(41)3
【摘要】对于具有刚柔耦合性质的船用爬壁机器人在建立虚拟样机时,履带为多柔性体连接件,刚性体与柔性体机构之间难以建立配合关系及动力学约束,从而导致其不能完成仿真运动。
针对此问题,文中依据DAE建模原理和SI2积分求解法提出刚柔分离建模方案。
设计了刚柔耦合爬壁机器人,其由刚体性质的车体框架和柔体性质的履带移动机构组成。
通过此建模方案有效地完成了机器人的多体动力学虚拟样机建模和仿真,联合仿真结果表明:机器人的越障能力提高了3 mm。
基于此虚拟样机模型完成了实际样机的制作与试验,验证了此刚柔耦合爬壁机器人设计的合理性及刚柔分离建模方案的可行性,为履带式机器人领域的多体动力学虚拟样机建模提供了新方案。
【总页数】10页(P42-51)
【作者】韩力春;王黎明;薛毓铨;侯佳欣
【作者单位】海军工程大学电气工程学院控制工程教研室
【正文语种】中文
【中图分类】TP242.3;TP391.9
【相关文献】
1.基于虚拟样机技术的刚柔耦合客车平顺性仿真分析
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5.基于刚柔耦合虚拟样机模型的收获机振动舒适性仿真分析
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基于Simpack动力学仿真-文献综述
动力学的范畴和主要研究的内容和方法；常用的动力学软件和选择SIMPACK的原因；现有的一些研究内容和其不足；我的研究方法、过程和改进文献综述:在轨道交通不断高速发展过程中，车辆动力学的相关理论和方法始终扮演着重要角色。
应用SIMPACK软件对轨道车辆系统进行建模、动力学性能评价，主要内容包括静平衡计算、频域分析、模态计算、临界速度计算、动态直线通过能力、动态曲线通过能力的计算和评价。
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——多刚体系统动力学。
其基本思想就是利用计算机现代技术解决复杂系统的运动学与动力学的自动建模和数值分析问题。
它是在经典力学基础上产生的新学科分支,主要针对由多刚体组成的动力学模型,研究程式化的求解算法,以便实现计算机对复杂系统运动微分方程的自动建模和求解[1][11]。
对于具备完整约束的大型多刚体系统的运动一般可以通过3种典型方法建立运动微分方程,即牛顿-欧拉法、拉格朗日法、凯恩法,这3种方法各有自己的特点和优势。
[2]现如今的轨道车辆已经发展成为机械、力学和控制相互耦合的大系统，整车及整列编组的动力学性能好坏直接影响着车辆运行的安全性和舒适度。
由于计算机的普及和相关动力学仿真的软件的提升，我们可以通过并行工程仿真的技术，建立详细的轨道车辆数学和物理计算模型，考虑各种复杂的边界条件因素，有效地研究车辆动力学性能，提出列车运行的安全准则。
因此，车辆动力学的分析软件必然会在现代轨道车辆的研制过程中扮演越来越重要的角色。
动力学分析涉及内容主要包括如下几点[7][9]：（1）蛇行运动模拟。
蛇行运动是轨道车辆在行驶过程中的一种特殊现象，即当列车行驶是，出现从车贴和转向架剧烈左右晃动和摇头的不稳定振动现象。
它容易导致车辆舒适度降低，出现破坏轨道，甚至发生脱轨、倾覆等安全事故。
（2）曲线通过能力计算。
如何保证车辆的良好曲线通过能力，使得车辆在曲线通过时，车辆对于轨道的横向作用力最小，车辆安全性指标满足要求。
从绊马索到航母的拦阻索
从绊马索到航母的拦阻索
刘延柱
【期刊名称】《力学与实践》
【年(卷),期】2011(033)006
【摘要】叙述航母舰载飞机被拦阻索协助降落的运动过程，作简单的力学分析．【总页数】2页(P103-104)
【作者】刘延柱
【作者单位】上海交通大学工程力学系,上海200240
【正文语种】中文
【中图分类】U674.771
【相关文献】
1.航母运动对飞机着舰拦阻性能的影响分析 [J], 段萍萍;聂宏;魏小辉
2.拦阻索冲击的多体动力学仿真研究 [J], 沈文厚;赵治华;任革学;王宁羽
3.偏心拦阻过程最优拦阻索运动速度的设计 [J], 马善智;陈国平;何欢
4.输电线路柔性复合拦阻索防风偏方案研究 [J], 周楠;李洋;康建国;张瑚;吕健双
5.2013年高考“航母舰载机拦阻着舰”问题探究 [J], 张丽伟;白超平
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振
动
与
冲
击
Ｖｏ １ ． ３ ４ Ｎｏ ． ５ ２ ０ １ ５
第３ ４ 卷第 ５ 期
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩ ＢＲ ＡＴ Ｉ ＯＮ ＡＮＤ Ｓ ＨＯＣＫ
拦 阻 索 冲 击 的 多 体 动 力学 仿 真 研 究
沈文厚 ，赵治华 ，任革学 ，王 宁羽
（ １ ． 清华大学 航天航空学 院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ４； ２ ．海军航空兵学 院 ， 辽宁 葫芦 岛 １ ２ ５ ０ ０ １ ）
峰值 。拦 阻系统 中的钢索用 轻质材料代替 ， 亦能降低索 内应 力峰值 。此外 ， 建 立的全 尺寸舰载机拦 阻系统 多体动力 学模
型为系统的设计与优化 提供 了一种计算手段 。
关键词 ：拦阻索 ； 多体动力学 ； 冲击 ； 应 力波
中 图 分 类 号 ：０ ３ 文 献 标 志码 ：Ａ Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ３ ４ ６ ５ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｊ Ｖ Ｓ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ５ ． ０ １ ３
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｔ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈ ｕ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｂ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
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摘 要 ：舰载机着舰时， 尾钩冲击拦阻索导致索内应力动态向甲板两端传播。为研究拦阻索应力波传播规律及峰
值决定 因素 ， 本文在 多体 动力学框架下 ， 发展 了基 于绝对节 点坐标法的具有接触碰撞 功能的大位移索单元 ， 在此基础 上建
立 了包含 缓冲装置 的拦阻 系统多 体动力学模型 ， 仿真揭示 了拦 阻索受 冲击 后应力 波在传播 过程 中， 分别 在 甲板两侧 的导 向轮 和尾 钩处 ， 因横 波的反射与叠加均造成 了应 力尖峰 ， 而 滑轮缓 冲装 置与钢 索末端缓 冲装置 均能有效 的降低索 内应 力