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旋转柔性悬臂梁动力学的Bezier插值离散方法研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O316[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]南京理工大学理学院,南京210094, [2]江苏科技大学机电与汽车工程学院,张家港215600
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11272155,11132007)、江苏省“333工程”(批准号:BRA2011172)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:30920130112009)资助的课题.
中文摘要:

在旋转柔性梁变形场描述中,引入Bezier插值离散方法.首先构建旋转运动悬臂梁物理模型,接着采用第二类Lagrange动力学方程和Bezier插值离散方法,在计入柔性梁横向弯曲变形引起的纵向缩短的情况下,推导了旋转柔性梁的刚柔耦合动力学方程,并编制旋转柔性梁的动力学仿真软件,然后通过仿真算例对系统的动力学问题进行研究.最后将仿真结果与有限元法、假设模态法进行分析比较,验证了提出的Bezier插值离散方法的正确性,并得出Bezier插值离散法的计算效率较高;计算精度符合工程实际需要,高速时计算精度大于假设模态法;Bezier插值离散方法在处理大柔性问题时比假设模态法合理.因此在多体系统动力学领域具有优良性能和应用价值的Bezier插值离散方法将具有推广价值.

英文摘要:

The Bezier interpolation is introduced as a new discretization method for the rotating flexible beam deformation. First, the model of the rotating flexible beam is built. Then, the rigid-flexible coupling dynamic equations are established via employing the second kind of Lagrange's equation. The longitudinal deformation and the transverse deformation of the flexible beam are considered, and the coupling term of the deformation which is caused by the transverse deformation is included in the total longitudinal deformation; and a software package for the dynamics simulation of the flexible beam is developed. Finally, the simulation results of the Bezier interpolation are compared with those of the assumed method and the finite element method. Simulation results demonstrate that the computational efficiency of the Bezier interpofation is the highest, the computational accuracy of Bezier interpolation is in accordance with the needs of engineering, and is higher than the one of assumed mode method in high-speed case. The Bezier interpolation method is better than the assumed mode method in dealing with the large deformation dynamics problem. So the Bezier interpolation method will be hopeful to win popularity in the field of multi-body system dynamics.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876