多體動(dòng)力學(xué)讀書(shū)報(bào)告

1、1計(jì)算機(jī)輔助工程與分析 計(jì)算機(jī)輔助工程與分析讀書(shū)報(bào)告 讀書(shū)報(bào)告院 系： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程 年 級(jí)： 2011 級(jí) 學(xué)生姓名： 張敏明 學(xué) 號(hào)： 2011703025 2012 年 6 月3技

2、術(shù)，車(chē)身為主結(jié)構(gòu)，懸架系統(tǒng)處理為子結(jié)構(gòu)。采用模態(tài)綜合技術(shù)用自由度較 少的模態(tài)坐標(biāo)描述車(chē)身變形。懸架子結(jié)構(gòu)用物理坐標(biāo)表示，通過(guò)約束條件把整個(gè)系統(tǒng)組裝起來(lái)聯(lián)合求解。在應(yīng)用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在汽車(chē)技術(shù)研究時(shí)，首先要根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)和所研究的問(wèn)題，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化，以免增加不必要的復(fù)雜性。系統(tǒng)中柔性體的數(shù)量及其變形描述方式的數(shù)學(xué)模型的選擇，將極大地影響建模和求解的難 易程度，尤其是采用空間模型或用有限元方法的情況下，描述變形的彈性坐標(biāo)數(shù)目的增加

3、遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)參照系坐標(biāo)的數(shù)目增加。解決的辦法可采用模態(tài)綜合技術(shù)來(lái)縮減彈性坐標(biāo)數(shù)目。對(duì)汽車(chē)而言，處理好整車(chē)與各局部總成的關(guān)系問(wèn)題十分 重要。例如，汽車(chē)的懸架形式較多，又是空間較復(fù)雜的多體系統(tǒng)，在分析時(shí)應(yīng) 先將其作為一個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行較細(xì)致的分析。整車(chē)分析可采用更加通用的模型，兩者之間靠約束條件建立聯(lián)系，而此約束條件往往可進(jìn)行某種程度的簡(jiǎn)化。目前，多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的推導(dǎo)一般采用拉格朗日、牛頓-歐拉或 appell方程。在 appell 方程中引入

4、了加速度函數(shù)，使其方程的形式非常簡(jiǎn)單。雖然其求加速度函數(shù)的過(guò)程比拉格朗日方程中求動(dòng)能的過(guò)程復(fù)雜得多，但對(duì)解非完整約束問(wèn)題是很有效的，所以可用該方程解汽車(chē)輪胎與地面的非完整約束問(wèn)題。柔體與剛體的最大區(qū)別是參照系的選擇不同，柔體應(yīng)用所謂浮動(dòng)參照系。在描 述浮動(dòng)參照系的運(yùn)動(dòng)時(shí)可采用慣性坐標(biāo)或相對(duì)坐標(biāo)。采用相對(duì)坐標(biāo)或混合坐標(biāo)更方便，更適用于汽車(chē)專(zhuān)用程序的編制。對(duì)于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的剛性方程的求解，重點(diǎn)是數(shù)值計(jì)算的穩(wěn)定性問(wèn)題。3 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)

5、研究的發(fā)展 多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的發(fā)展機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析與仿真是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷成熟的，多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是其理論基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)自其誕生以來(lái)，滲透到了科學(xué)計(jì)算和工程應(yīng)用的幾乎每一個(gè)領(lǐng)域。數(shù)值分析技術(shù)與傳統(tǒng)力學(xué)的結(jié)合曾在結(jié)構(gòu)力學(xué)領(lǐng)域取得了輝煌的成就，出現(xiàn)了以 ANSYS、NASTRAN 等為代表的應(yīng)用極為廣泛的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件。計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)構(gòu)的靜力學(xué)分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析 以及控制系統(tǒng)分析上的應(yīng)用，則在二十世紀(jì)八十年代形成

6、了計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力 學(xué)，并產(chǎn)生了以 ADAMS 和 DADS 為代表的動(dòng)力學(xué)分析軟件。兩者共同構(gòu)成計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)的重要內(nèi)容。多體系統(tǒng)是指由多個(gè)物體通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)。多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的根本目的是應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析與仿真。它是 在經(jīng)典力學(xué)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新學(xué)科分支，在經(jīng)典剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)上的基礎(chǔ)上，經(jīng) 歷了多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)兩個(gè)發(fā)展階段，目前已趨于成熟。多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)是基于經(jīng)典力

7、學(xué)理論的，多體系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單的情況——自由質(zhì)點(diǎn)和一般簡(jiǎn)單的情況——少數(shù)多個(gè)剛體，是經(jīng)典力學(xué)的研究?jī)?nèi)容。多剛 體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)就是為多個(gè)剛體組成的復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析建立適宜 于計(jì)算機(jī)程序求解的數(shù)學(xué)模型，并尋求高效、穩(wěn)定的數(shù)值求解方法。由經(jīng)典力學(xué)逐步發(fā)展形成了多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，在發(fā)展過(guò)程中形成了各具特色的多個(gè)流 派。早在 1687 年，牛頓就建立起牛頓方程解決了質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題；剛體的概念最早由歐拉于 1775 年提出，他采用反