平面柔性多体系统正碰撞动力学建模理论研究

针对目前柔性多体系统碰撞动力学建模方法存在的不足,对影响碰撞动力学仿真的主要因素如柔性体建模和碰撞初始条件进行分析,建立起基于变约束的柔性体碰撞动力学方程。首先,为了解决子结构法在处理碰撞界面搜索时面临的难题,引入多体系统柔性体有限元描述方法,推导出凸形柔性体接触点间法向位移约束的二阶导数形式。其次,从碰撞引起的接触界面速度不连续机理出发,结合连续介质力学间断面理论,给出碰撞瞬时由物体本身物理性质决定的接触位置处速度跳跃公式。最后对两弹性圆盘低速碰撞问题进行数值仿真。结果表明本文提出的改进方法符合力学基本原理,仿真结果满足收敛性要求。     

多体系统动力学碰撞问题研究综述

对近年来多体系统碰撞动力学研究进展进行了评述, 包括碰撞动力学建模理论、数值算法和实验方面的进展情况. 根据各自不同假设条件将建模方法分为冲量动量法、连续碰撞力模型和基于连续介质力学的有限元方法, 比较了各种建模方法在碰撞过程描述和数值性态方面的优势和局限性; 对碰撞动力学实验在非接触式测量方面取得的最新进展进行了介绍, 总结了实验对以上建模理论的验证研究, 展示了实验研究方面的一些新发现. 最后基于工程实际的需求提出多体系统碰撞动力学面临的新挑战.