彈塑性多體系統(tǒng)的動力學研究.pdf

1、本文對作大范圍運動彈塑性多體系統(tǒng)的剛-柔耦合動力學特性進行了研究，彈塑性構件均假設為理想彈塑性材料。第一章為緒論，對國內外彈塑性多體系統(tǒng)動力學問題的研究現狀進行了綜述，提出本文的研究目標。第二章對作大范圍運動彈塑性梁系統(tǒng)的動力學特性進行研究。同時考慮梁的材料非線性和幾何非線性，基于絕對節(jié)點坐標法，用虛功原理建立了彈塑性梁的動力學變分方程。為了保證塑性應變的計算精度，在建模過程中采用了曲率的精確表達式，在此基礎上建立了作大范圍運動彈塑性梁

2、系統(tǒng)有限元離散的動力學方程。將本文絕對節(jié)點坐標法的計算結果與Ansys軟件的結果進行比較，驗證了本文模型的正確性，并將本文方法的計算結果和基于假設模態(tài)法離散的近似方法的計算結果進行比較，以評估近似方法的適用性。對柔性重力單擺與雙擺數值仿真表明，與彈性梁相比，彈塑性梁的橫向變形和縱向變形恢復緩慢，在平均值附近高頻微幅振動的振幅衰減。在變形較大的情況下，彈塑性變形對梁的角速度的影響不容忽視。此外，通過比較發(fā)現，對于彈塑性問題，曲率取近似值計

3、算結果不容易收斂，而取精確值則結果穩(wěn)定。第三章對作大范圍運動彈塑性平面板的動力學特性進行研究。從非線性應變-位移關系式和彈塑性本構關系出發(fā)，基于V. Mises屈服條件和流動法則，采用絕對節(jié)點坐標法，用虛功原理建立了彈塑性平面板的動力學方程。在數值計算時將各時刻的塑性應變儲存在全局數組中，實現了塑性應變的迭代計算。通過對平面板與集中質量組成的多體系統(tǒng)在驅動約束作用下運動的數值仿真研究發(fā)現，在角加速度較大的情況下，平面板的局部區(qū)域產生塑性

4、應變。在驅動約束釋放之后，塑性應變會影響系統(tǒng)的剛體運動，使角速度變化的幅度減小。在驅動約束作用下，彈塑性平面板總能量的增幅比彈性平面板小；在驅動約束釋放之后，彈性平面板的總能量守恒，而彈塑性平面板的總能量衰減。另外，對于一些結構上的特殊點如應力集中、彎矩較大、離約束點較近的區(qū)域，塑性應變容易產生且在短時間內增大，在工程設計時應著重考慮。第四章對作大范圍運動彈塑性空間薄板的動力學特性進行研究。從非線性應變-位移關系式和彈塑性本構關系出發(fā)，