新版多體系統(tǒng)傳遞矩陣法相關(guān)問題研究.pdf

1、多體系統(tǒng)傳遞矩陣法是近二十年來提出并逐步完善的一種多體系統(tǒng)動力學(xué)新方法。該方法主要包括適用于線性多體系統(tǒng)動力學(xué)的線性多體系統(tǒng)傳遞矩陣法、適用于一般多體系統(tǒng)動力學(xué)的離散時間多體系統(tǒng)傳遞矩陣法以及將加速度和內(nèi)力作為狀態(tài)變量的新版多體系統(tǒng)傳遞矩陣法。利用多體系統(tǒng)傳遞矩陣法求解多體系統(tǒng)動力學(xué)問題時所涉及的矩陣階次與系統(tǒng)的自由度數(shù)無關(guān)，大大提高了計算效率，為復(fù)雜多體系統(tǒng)動力學(xué)快速優(yōu)化設(shè)計帶來了方便。在多體系統(tǒng)離散時間傳遞矩陣法中，元件輸入輸出端狀

2、態(tài)矢量中的狀態(tài)變量定義為該聯(lián)接端的位移、角度、內(nèi)力矩和內(nèi)力。此時需要將元件的運動學(xué)和動力學(xué)方程與微分方程數(shù)值方法相結(jié)合，利用逐步時間積分的策略導(dǎo)出元件輸入輸出端狀態(tài)矢量之間的線性關(guān)系，即元件的傳遞方程。2012年作者作為主要合作者與導(dǎo)師合作提出新版多體系統(tǒng)傳遞矩陣法，將存在線性關(guān)系的加速度、角加速度、內(nèi)力和內(nèi)力矩作為元件輸入輸出端狀態(tài)矢量中的狀態(tài)變量，在推導(dǎo)元件的傳遞方程時無需進行逐步時間線性化處理。對于多剛體系統(tǒng)動力學(xué)，新版多體系統(tǒng)傳

3、遞矩陣法元件傳遞方程與系統(tǒng)總傳遞方程是精確的，嚴格服從牛頓運動定律，原理上屬于多體系統(tǒng)動力學(xué)精確分析方法。
　　針對新版多體系統(tǒng)傳遞矩陣法相關(guān)問題，本學(xué)位論文詳細闡述了新版多體系統(tǒng)傳遞矩陣法的基本思想和求解策略。利用牛頓運動定律和歐拉轉(zhuǎn)動定理導(dǎo)得了剛體元件，柱鉸、滑移鉸、球鉸等鉸元件的傳遞方程和傳遞矩陣。利用虛功率原理、浮動坐標法和模態(tài)綜合法建立了單端輸入單端輸出大運動小變形柔性體元件的傳遞方程和傳遞矩陣。通過引入柔性梁單元坐標系