| 【论文摘要】 |
本文对考虑几何非线性和热效应影响的柔性多体系统的刚-柔耦合动力学建模理论进行研究。基于非线性弹性理论,建立了平面梁的热传导方程和旋转刚体-梁系统的动力学方程,在此基础上将考虑热效应的刚柔耦合建模理论推广到柔性多体系统,研究了热效应对柔性多体系统动力学性态的影响。主要内容为以下几个方面:
第一章对热耦合动力学和刚柔耦合动力学的研究进行了回顾,提出了本文的研究目标。
第二章首先从精确的应变-位移关系式出发,在温度时变规律已知的情况下用虚功原理和有限单元法建立了旋转刚体-梁系统的刚-柔耦合动力学方程。由于考虑了刚度阵的高次变形项,既适用于小变形问题,又适用于大变形问题。通过将非线性刚度阵的各元素表示为常值阵和变形坐标阵的乘积,避免了重复的符号积分运算,提高计算效率。通过对重力柔性摆的数值仿真验证了本文提出的几何非线性模型的正确性和有效性,然后对旋转刚体-简支梁系统进行了仿真计算,研究了在环境温度和旋转刚体转动惯量变化的情况下,几何非线性项对刚柔耦合动力学特性的影响,并且用频谱分析方法对温度场中旋转刚体-简支梁系统的频域特性进行分析,揭示温度升高引起的软化效应。在此基础上,用变分原理建立了平... |
