软体机器人用多孔聚合物水凝胶的摩擦接触非线性行为

针对软体机器人用水凝胶含摩擦斜向接触问题,建立了接触力学数值模型,分析了水凝胶软材料斜向接触时的局部接触大变形及摩擦效应等非线性行为.基于超弹性材料本构,推导得到了水凝胶的更新自由能函数.给出接触计算策略,数值计算了刚性球状压头正向接触水凝胶和斜向接触水凝胶两个算例,讨论了经典Hertz接触理论的适用性以及不同摩擦系数对接触区应力分布和接触状态的影响规律.计算结果表明,水凝胶的材料非线性以及大变形引起的几何非线性使得经典Hertz接触理论不再适用;斜向接触时,摩擦系数的增大会导致水凝胶内部应力的重新分布,表现为最大应力位置由接触面下方转移到接触表面上,同时使水凝胶内部和表面出现两个主要高应力区.此外,研究还发现当摩擦系数较小时(μ<0.05),水凝胶正向接触事件中所有接触点均处于静摩擦到滑动摩擦的极限状态,而斜向接触事件中接触面的部分区域始终处于稳定静摩擦状态.     

碰撞激发弹塑性波传播的动态子结构方法

通过建立弹塑性碰撞动态子结构模型, 推导了模态坐标下的控制方程,提出了模拟柔性结构碰撞激发弹塑性波传播的动态子结构方法, 并对其中的主模态的存在性和主模态截断的收敛性进行了证明. 通过对柔性杆纵向碰撞和柔性梁横向碰撞两个算例的计算, 并将计算结果与理论解和三维动力有限方法计算结果进行了对比, 验证了该方法的数值收敛性和计算碰撞弹塑性波传播的有效性.      

杆撞击中弹塑性波传播的动态子结构方法研究

通过建立杆弹塑性碰撞的动态子结构模型，推导弹塑性撞击子结构动力学控制方程，采用固定界阶模态综合法和无条件稳定积分法(Newmark隐式积分法)对动力学方程进行求解，成功地将动态子结构方法运用于柔性杆的弹塑性撞击问题。与有限元方法的计算结果和理论解结果的对比表明，动态子结构方法可以应用于柔性杆的弹塑性撞击问题的研究，它能...