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完全笛卡尔坐标描述的多体系统动力学 被引量:32
1
作者 刘延柱 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第1期84-94,共11页
用完全笛卡尔坐标描述多体系统的运动学和动力学在提高计算效率方面有突出优点.导出用完全笛卡尔坐标表示的刚体及多体系统的动量和动量矩的解析式,给出与之对应的广义惯量矩阵概念,建立无力矩状态下用完全笛卡尔坐标描述的多体系统... 用完全笛卡尔坐标描述多体系统的运动学和动力学在提高计算效率方面有突出优点.导出用完全笛卡尔坐标表示的刚体及多体系统的动量和动量矩的解析式,给出与之对应的广义惯量矩阵概念,建立无力矩状态下用完全笛卡尔坐标描述的多体系统动力学的一阶微分方程组。 展开更多
关键词 刚体动力学 多体动力学 航天器 姿态动力学
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用三线摆方法测试物体转动惯量的误差问题 被引量:31
2
作者 宋超 潘钧俊 +1 位作者 叶郁文 庄表中 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2003年第1期59-61,共3页
通过对均质圆盘的转动惯量用实验方法测试的结果和理论精确值的对比,揭示了摆线长度是三线摆方法测试物体转动惯量精度的主要影响因素.从而对这种方法的等效条件作了进一步的讨论和补充.
关键词 三线摆方法 转动惯量 误差 均质圆盘 等效条件 刚体动力学 高校 教学研究
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高速电梯水平振动模型的建立与仿真 被引量:15
3
作者 冯永慧 张建武 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期557-560,共4页
为了研究电梯的水平振动,基于刚体动力学理论,建立了电梯轿厢水平振动的空间动力学模型,把电梯轿厢的运动分解为平动和绕质心的转动,根据牛顿运动定律和欧拉方程给出了微分方程.以实测导轨激励作为输入信号对模型进行了仿真,仿真所得振... 为了研究电梯的水平振动,基于刚体动力学理论,建立了电梯轿厢水平振动的空间动力学模型,把电梯轿厢的运动分解为平动和绕质心的转动,根据牛顿运动定律和欧拉方程给出了微分方程.以实测导轨激励作为输入信号对模型进行了仿真,仿真所得振动加速度响应及其功率谱密度与实测结果吻合程度较高,证明了该模型的建立是成功的. 展开更多
关键词 电梯 水平振动 刚体动力学
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考虑约束的机载导弹导轨发射数值模拟 被引量:14
4
作者 刘刚 肖中云 +1 位作者 王建涛 刘钒 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期192-197,共6页
采用计算流体动力学和刚体动力学模型耦合求解的方法,对导轨发射的机载导弹分离过程进行了模拟,导弹运动过程包含了双(多)吊挂约束、单吊挂约束和自由运动三个阶段,为了模拟单吊挂约束状态下导弹的运动,在刚体六自由度运动方程基础上,... 采用计算流体动力学和刚体动力学模型耦合求解的方法,对导轨发射的机载导弹分离过程进行了模拟,导弹运动过程包含了双(多)吊挂约束、单吊挂约束和自由运动三个阶段,为了模拟单吊挂约束状态下导弹的运动,在刚体六自由度运动方程基础上,发展了约束形式的刚体动力学模型,通过计算刚体自由转动(欧拉陀螺)和旋转刚体的进动(拉格朗日陀螺)两个算例,得到与理论解吻合的计算结果,验证了运动模型的正确性。在此基础上,对某机载导弹的发射过程进行了数值模拟,模拟中根据后挂点所处不同位置分别采用直线运动、单铰链约束和六自由度运动模型。通过数值仿真,获取了发射过程的运动轨迹和姿态变化,结果表明中等攻角下翼吊导弹受到横向洗流的作用,产生较大的侧向力和偏航力矩,导致导弹发生横滚产生弹架干涉。单吊挂约束下导弹俯仰运动受到法向气动力、重力以及法向过载的作用,严苛条件下可能引起弹架干涉。 展开更多
关键词 刚体动力学 约束 陀螺 机载导弹 数值计算
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基于SolidWorks-Motion大型回转游乐设备动力学仿真分析 被引量:13
5
作者 李永奎 韩美玲 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第3期51-53,共3页
大型设备的结构设计,必须依据最恶劣工况条件下的动力学参数进行分析。以大型回转游乐设备(海盗船)为例,在Solid Works平台下利用Motion模块,对设备的刚体动力学特性进行分析。探讨一种在一个平台下,快速完成结构设计与虚拟样机分析新... 大型设备的结构设计,必须依据最恶劣工况条件下的动力学参数进行分析。以大型回转游乐设备(海盗船)为例,在Solid Works平台下利用Motion模块,对设备的刚体动力学特性进行分析。探讨一种在一个平台下,快速完成结构设计与虚拟样机分析新方法。该方法可以在初始设计阶段,可以实现同一实体模型完成结构参数设计与刚体动力学分析等多项任务,不需要进行模型转化等工作,简化设计过程,提升设计的自动化水平,同时帮助设计人员在设计前期判断设计能否达到预期目标。 展开更多
关键词 游乐设备 CAD 刚体动力学 运动学分析
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影响岩体爆破质量的垂直炮孔堵塞长度研究 被引量:12
6
作者 赵新涛 黄海龙 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期94-99,共6页
垂直炮孔堵塞长度对岩体爆破质量有直接影响。为获得最优堵塞长度的计算方法,首先分析了炮孔堵塞作用机理及堵塞物的运动过程,给出了计算爆生气体压力的公式,然后由爆生气体压力和堵塞物整体运动推导出了堵塞物加速度,对加速度进行简化... 垂直炮孔堵塞长度对岩体爆破质量有直接影响。为获得最优堵塞长度的计算方法,首先分析了炮孔堵塞作用机理及堵塞物的运动过程,给出了计算爆生气体压力的公式,然后由爆生气体压力和堵塞物整体运动推导出了堵塞物加速度,对加速度进行简化处理,再由加速度推导出了堵塞物整体运动时间与堵塞物位移的关系式,最后结合岩体破碎时间建立了计算垂直炮孔堵塞物最优长度的理论模型。进行了不同堵塞长度的爆破效果试验,试验结果表明,堵塞长度为0.55 m时,爆破效果是最好的;得到了爆破质量随堵塞长度的变化规律,在试验的爆破参数下通过理论模型计算出的最优堵塞长度是0.46 m,理论值与试验值十分接近,证明了理论模型的正确性和实用性。 展开更多
关键词 隧道工程 堵塞长度 刚体动力学 垂直炮孔 爆破试验
原文传递
食品分拣机器人动力学仿真 被引量:9
7
作者 蒋毅 李正洋 +1 位作者 应在恩 平雪良 《食品与机械》 CSCD 北大核心 2015年第5期93-95,148,共4页
针对六自由度关节式食品分拣机器人的结构特点,运用拉格朗日法对所设计的机器人进行动力学分析。建立机器人的虚拟样机模型,并在ADAMS中对其进行刚体动力学仿真,得到各关节角度、角速度、角加速度、力矩以及功率曲线,发现该机器人具有... 针对六自由度关节式食品分拣机器人的结构特点,运用拉格朗日法对所设计的机器人进行动力学分析。建立机器人的虚拟样机模型,并在ADAMS中对其进行刚体动力学仿真,得到各关节角度、角速度、角加速度、力矩以及功率曲线,发现该机器人具有较好的运动稳定性以及动态响应性,可为电机选型提供理论依据。采用SimDesigner,对所设计的机器人进行刚柔耦合动力学仿真,结果表明机械臂设计合理,可为食品分拣机器人的设计与改进提供指导。 展开更多
关键词 食品分拣机器人 虚拟样机 动力学仿真 刚体动力学 刚柔耦合动力学
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刚体动力学的四元数表示及保辛积分 被引量:8
8
作者 徐小明 钟万勰 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第1期1-11,共11页
基于刚体定点转动的四元数表示,运用分析结构力学方法,引入离散系统作用量代替四元数微分方程,并在积分点严格满足四元数模等于1的约束条件,进行时间积分.则按分析结构力学理论,不但达到了积分的保辛且区段内部约束条件也可在变分原理... 基于刚体定点转动的四元数表示,运用分析结构力学方法,引入离散系统作用量代替四元数微分方程,并在积分点严格满足四元数模等于1的约束条件,进行时间积分.则按分析结构力学理论,不但达到了积分的保辛且区段内部约束条件也可在变分原理意义下近似满足.对重陀螺进行数值仿真,结果满意. 展开更多
关键词 分析结构力学 四元数 刚体动力学 保辛积分 重陀螺
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刚体转动惯量测定的设计与实验 被引量:8
9
作者 陈春天 《物理实验》 1997年第6期245-246,共2页
关键词 刚体动力学 转动惯量测定 实验设计
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大型非线性共振筛动力学建模及分析 被引量:8
10
作者 杨帅 王太勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期405-409,共5页
运用刚体动力学的基本理论,对一种大型非线性共振筛建立了动力学模型.分析并验证了设备刚体型运动的固有频率.针对不同激励条件计算筛箱上不同点的运动轨迹及工作方向上的振幅,发现适当增大激励角度可以优化运动轨迹.指出设备工作中奇... 运用刚体动力学的基本理论,对一种大型非线性共振筛建立了动力学模型.分析并验证了设备刚体型运动的固有频率.针对不同激励条件计算筛箱上不同点的运动轨迹及工作方向上的振幅,发现适当增大激励角度可以优化运动轨迹.指出设备工作中奇数倍频现象产生的原因,确定了工况下的固有频率,说明设备工作频率在共振频率附近.结果表明,动力学分析与实际测试的结果基本一致,该分析方法可以正确应用到共振筛的动力学分析及优化设计上. 展开更多
关键词 共振筛 刚体动力学 固有频率 运动轨迹 倍频
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捷联式猎雷声纳基阵动力学建模研究 被引量:2
11
作者 邓志红 刘胜 李殿璞 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 2001年第6期812-815,共4页
运用刚体动力学原理和船舶运动建模理论,建立了以猎雷艇为动基座的声纳基阵动力学模型。在定义了所需的坐标系基础上,给出了声纳基阵各轴框架坐标系的速度及角速度矢量表示及刚体惯量矩阵在坐标系平移及旋转情况下的表示;根据动量矩... 运用刚体动力学原理和船舶运动建模理论,建立了以猎雷艇为动基座的声纳基阵动力学模型。在定义了所需的坐标系基础上,给出了声纳基阵各轴框架坐标系的速度及角速度矢量表示及刚体惯量矩阵在坐标系平移及旋转情况下的表示;根据动量矩定理导出了声纳基阵动力学模型,并对模型特性进行了分析。仿真结果表明了模型的正确性。本文为设计高精度的控制稳定系统提供了理论基础。 展开更多
关键词 捷联式猎雷声纳 声纳基阵 动力学 建模 刚体动力学
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计算刚体转动惯量的一个新定理 被引量:7
12
作者 马廷钧 《工科物理》 1995年第2期8-10,共3页
本文介绍了计算刚体转动惯量的一个新定理,给出了它的一个推论.通过此定理对四个例题的应用,说明它具有简单、快捷的优点并有独到之处.
关键词 刚体动力学 转动惯量
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刚体动力学的拟变分原理及其应用 被引量:6
13
作者 梁立孚 郭庆勇 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期300-305,共6页
为了适应航天事业发展的需要,极有必要开展多柔体系统的理论分析.作为应用非保守系统的拟变分原理进行多柔体动力学的理论分析的组成部分,研究了刚体动力学的拟变分原理及其应用:建立了刚体动力学的拟变分原理,推导出刚体动力学的拟变... 为了适应航天事业发展的需要,极有必要开展多柔体系统的理论分析.作为应用非保守系统的拟变分原理进行多柔体动力学的理论分析的组成部分,研究了刚体动力学的拟变分原理及其应用:建立了刚体动力学的拟变分原理,推导出刚体动力学的拟变分原理的拟驻值条件;建立了刚体动力学的广义拟变分原理,说明了应用广义拟变分原理求得问题的解析解和数值解的途径;最后,借助算例说明了应用变分方法来研究刚体动力学问题的优越性. 展开更多
关键词 刚体动力学 拟变分原理 非保守系统 控制约束 非完整约束
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刚性椭球对固定面的三维摩擦碰撞 被引量:6
14
作者 刘延柱 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第6期726-732,共7页
讨论刚性椭球对固定面的三维摩擦碰撞.以法向冲量为自变量,建立碰撞过程中接触点切向速度的微分方程.利用相平面的奇点理论对碰撞过程中切向滑动的全局性态作定性分析,并导出切向滑动的解析积分.
关键词 碰撞 刚体动力学 定性分析 三维摩擦碰撞
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旋转弹气动力建模与飞行轨迹仿真 被引量:6
15
作者 王刚 邢宇 朱亚楠 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期103-112,共10页
运用一种自回归滑动平均(ARMA)的时域气动力建模方法,以计算流体力学与刚体动力学(CFD/RBD)耦合仿真的输出结果为样本,对旋转弹的非定常气动力进行建模。利用建立的气动力模型与刚体动力学方程求解模块耦合,实现了旋转弹轨迹的快速仿真... 运用一种自回归滑动平均(ARMA)的时域气动力建模方法,以计算流体力学与刚体动力学(CFD/RBD)耦合仿真的输出结果为样本,对旋转弹的非定常气动力进行建模。利用建立的气动力模型与刚体动力学方程求解模块耦合,实现了旋转弹轨迹的快速仿真,并讨论了不同的建模方式对仿真精度的影响。算例结果表明:采用气动力模型与刚体动力学方程耦合仿真技术可以在不同初始发射条件下进行旋转弹飞行姿态与运动轨迹预测,且与CFD/RBD仿真结果吻合较好,证明ARMA气动力建模方法可以在保证旋转弹轨迹预测精度的同时大幅缩短仿真时间,节省计算资源。 展开更多
关键词 自回归滑动平均 动力建模 刚体动力学 非定常气动力 轨迹仿真
原文传递
单片机在三线摆实验中的应用 被引量:6
16
作者 刘建国 陈鸣 《大学物理》 北大核心 2003年第4期29-31,共3页
介绍了用 80 3 2单片机辅助三线摆实验的原理和方法 。
关键词 三线摆实验 单片机 转动惯量 刚体动力学 转动规律
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对偶四元数及其在刚体定位中的应用 被引量:3
17
作者 张劲夫 蔡泰信 《黄淮学刊(自然科学版)》 1993年第4期27-30,共4页
本文首次将平移四元数与转动四元数融为一体,定义出了对偶四元数,并给出了其运算法则.利用对偶四元数的乘法运算可以很方便地确定不同坐标系之问的相对位势(即位置与姿态),最后本文利用对偶四元数方法具体计算了机械手上两个 Denavit—H... 本文首次将平移四元数与转动四元数融为一体,定义出了对偶四元数,并给出了其运算法则.利用对偶四元数的乘法运算可以很方便地确定不同坐标系之问的相对位势(即位置与姿态),最后本文利用对偶四元数方法具体计算了机械手上两个 Denavit—Hartenberg 坐标系之间的相对位姿,并得到了同文献[5]一致的结果. 展开更多
关键词 对偶四元数 刚体动力学 定位
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基于计算流体力学与刚体动力学耦合的高速旋转弹丸弹道计算方法 被引量:6
18
作者 钟阳 王良明 吴映锋 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1085-1095,共11页
为了模拟高速旋转弹丸真实飞行弹道,基于弹轴运动附加于控制体表面、自转运动附加于壁面边界的思想,采用三维有限体积法,改进型简单低耗散迎风矢通量分裂格式、双时间步和Spalart-Allmaras湍流模型等计算流体力学(CFD)方法,建立具有任... 为了模拟高速旋转弹丸真实飞行弹道,基于弹轴运动附加于控制体表面、自转运动附加于壁面边界的思想,采用三维有限体积法,改进型简单低耗散迎风矢通量分裂格式、双时间步和Spalart-Allmaras湍流模型等计算流体力学(CFD)方法,建立具有任意拉格朗日-欧拉形式的流动模型。结合高速旋转弹丸刚体运力学(RBD)弹道方程组,推导出弹丸运动和控制体表面运动耦合的数学模型,提出一种CFD与RBD弹道耦合计算方法,实现了4阶龙格-库塔法中流动方程和弹道方程联立计算。研究结果表明:气动耦合方法和时间步长对弹道耦合计算结果影响较大;所提紧耦合方法在时间步长0.5 ms下M549旋成体弹丸仿真弹道结果与采用气动模型法计算结果基本吻合;旋转稳定二维弹道修正弹仿真弹道具有抬头力矩使弹丸低头的特性,该特性与文献[29]的研究结果一致。 展开更多
关键词 高速旋转弹丸 计算流体力学 刚体动力学 弹道 耦合计算
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刚体转动惯量正交轴定理的推广 被引量:5
19
作者 周国全 《物理通报》 1998年第3期4-5,共2页
在刚体动力学中,转动惯量的计算或测定是一个最基本的问题,特别是绕惯量主轴的主惯量矩的计算,在有关转动惯量的诸计算法则之中,有这样一条定理——薄片刚体的正交轴定理或共面质点系的正交轴定理(前者对应于质量连续分布的情形,后者对... 在刚体动力学中,转动惯量的计算或测定是一个最基本的问题,特别是绕惯量主轴的主惯量矩的计算,在有关转动惯量的诸计算法则之中,有这样一条定理——薄片刚体的正交轴定理或共面质点系的正交轴定理(前者对应于质量连续分布的情形,后者对应于质量离散分布的情形) 展开更多
关键词 刚体 转动惯量 刚体动力学 正交轴定理
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刚体动力学方程的一个辛积分方法 被引量:3
20
作者 路英杰 任革学 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2006年第1期47-52,共6页
针对四元数和对应广义动量表示的刚体定点动力学方程,利用一种位移格式的微分—代数方程积分方案,实现了非独立广义动量表示的拉格朗日方程的辛积分算法.数值实验显示该算法具有精度高和保持系统守恒量的特点.更为重要的是,广义动量表... 针对四元数和对应广义动量表示的刚体定点动力学方程,利用一种位移格式的微分—代数方程积分方案,实现了非独立广义动量表示的拉格朗日方程的辛积分算法.数值实验显示该算法具有精度高和保持系统守恒量的特点.更为重要的是,广义动量表示的拉格朗日方程较之传统形式的拉格朗日方程在辛积分中表现出独特的优越性. 展开更多
关键词 刚体动力学 四元数 广义动量 辛积分
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