彈塑性多體系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本文對(duì)作大范圍運(yùn)動(dòng)彈塑性多體系統(tǒng)的剛-柔耦合動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究，彈塑性構(gòu)件均假設(shè)為理想彈塑性材料。第一章為緒論，對(duì)國(guó)內(nèi)外彈塑性多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，提出本文的研究目標(biāo)。第二章對(duì)作大范圍運(yùn)動(dòng)彈塑性梁系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究。同時(shí)考慮梁的材料非線性和幾何非線性，基于絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法，用虛功原理建立了彈塑性梁的動(dòng)力學(xué)變分方程。為了保證塑性應(yīng)變的計(jì)算精度，在建模過(guò)程中采用了曲率的精確表達(dá)式，在此基礎(chǔ)上建立了作大范圍運(yùn)動(dòng)彈塑性梁

2、系統(tǒng)有限元離散的動(dòng)力學(xué)方程。將本文絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法的計(jì)算結(jié)果與Ansys軟件的結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了本文模型的正確性，并將本文方法的計(jì)算結(jié)果和基于假設(shè)模態(tài)法離散的近似方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，以評(píng)估近似方法的適用性。對(duì)柔性重力單擺與雙擺數(shù)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(fù)緩慢，在平均值附近高頻微幅振動(dòng)的振幅衰減。在變形較大的情況下，彈塑性變形對(duì)梁的角速度的影響不容忽視。此外，通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，對(duì)于彈塑性問(wèn)題，曲率取近似值計(jì)

3、算結(jié)果不容易收斂，而取精確值則結(jié)果穩(wěn)定。第三章對(duì)作大范圍運(yùn)動(dòng)彈塑性平面板的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究。從非線性應(yīng)變-位移關(guān)系式和彈塑性本構(gòu)關(guān)系出發(fā)，基于V. Mises屈服條件和流動(dòng)法則，采用絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法，用虛功原理建立了彈塑性平面板的動(dòng)力學(xué)方程。在數(shù)值計(jì)算時(shí)將各時(shí)刻的塑性應(yīng)變儲(chǔ)存在全局?jǐn)?shù)組中，實(shí)現(xiàn)了塑性應(yīng)變的迭代計(jì)算。通過(guò)對(duì)平面板與集中質(zhì)量組成的多體系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)約束作用下運(yùn)動(dòng)的數(shù)值仿真研究發(fā)現(xiàn)，在角加速度較大的情況下，平面板的局部區(qū)域產(chǎn)生塑性

4、應(yīng)變。在驅(qū)動(dòng)約束釋放之后，塑性應(yīng)變會(huì)影響系統(tǒng)的剛體運(yùn)動(dòng)，使角速度變化的幅度減小。在驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)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(duì)于一些結(jié)構(gòu)上的特殊點(diǎn)如應(yīng)力集中、彎矩較大、離約束點(diǎn)較近的區(qū)域，塑性應(yīng)變?nèi)菀桩a(chǎn)生且在短時(shí)間內(nèi)增大，在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重考慮。第四章對(duì)作大范圍運(yùn)動(dòng)彈塑性空間薄板的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究。從非線性應(yīng)變-位移關(guān)系式和彈塑性本構(gòu)關(guān)系出發(fā)，