多體動力學讀書報告

1、1計算機輔助工程與分析 計算機輔助工程與分析讀書報告 讀書報告院 系： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械工程 年 級： 2011 級 學生姓名： 張敏明 學 號： 2011703025 2012 年 6 月3技

2、術，車身為主結(jié)構(gòu)，懸架系統(tǒng)處理為子結(jié)構(gòu)。采用模態(tài)綜合技術用自由度較 少的模態(tài)坐標描述車身變形。懸架子結(jié)構(gòu)用物理坐標表示，通過約束條件把整個系統(tǒng)組裝起來聯(lián)合求解。在應用多體系統(tǒng)動力學在汽車技術研究時，首先要根據(jù)實際結(jié)構(gòu)和所研究的問題，對實際系統(tǒng)進行合理的簡化，以免增加不必要的復雜性。系統(tǒng)中柔性體的數(shù)量及其變形描述方式的數(shù)學模型的選擇，將極大地影響建模和求解的難 易程度，尤其是采用空間模型或用有限元方法的情況下，描述變形的彈性坐標數(shù)目的增加

3、遠遠超過參照系坐標的數(shù)目增加。解決的辦法可采用模態(tài)綜合技術來縮減彈性坐標數(shù)目。對汽車而言，處理好整車與各局部總成的關系問題十分 重要。例如，汽車的懸架形式較多，又是空間較復雜的多體系統(tǒng)，在分析時應 先將其作為一個子系統(tǒng)進行較細致的分析。整車分析可采用更加通用的模型，兩者之間靠約束條件建立聯(lián)系，而此約束條件往往可進行某種程度的簡化。目前，多體系統(tǒng)動力學方程的推導一般采用拉格朗日、牛頓-歐拉或 appell方程。在 appell 方程中引入

4、了加速度函數(shù)，使其方程的形式非常簡單。雖然其求加速度函數(shù)的過程比拉格朗日方程中求動能的過程復雜得多，但對解非完整約束問題是很有效的，所以可用該方程解汽車輪胎與地面的非完整約束問題。柔體與剛體的最大區(qū)別是參照系的選擇不同，柔體應用所謂浮動參照系。在描 述浮動參照系的運動時可采用慣性坐標或相對坐標。采用相對坐標或混合坐標更方便，更適用于汽車專用程序的編制。對于多體系統(tǒng)動力學問題的剛性方程的求解，重點是數(shù)值計算的穩(wěn)定性問題。3 多體系統(tǒng)動力學

5、研究的發(fā)展 多體系統(tǒng)動力學研究的發(fā)展機械系統(tǒng)動力學分析與仿真是隨著計算機技術的發(fā)展而不斷成熟的，多體系統(tǒng)動力學是其理論基礎。計算機技術自其誕生以來，滲透到了科學計算和工程應用的幾乎每一個領域。數(shù)值分析技術與傳統(tǒng)力學的結(jié)合曾在結(jié)構(gòu)力學領域取得了輝煌的成就，出現(xiàn)了以 ANSYS、NASTRAN 等為代表的應用極為廣泛的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件。計算機技術在機構(gòu)的靜力學分析、運動學分析、動力學分析 以及控制系統(tǒng)分析上的應用，則在二十世紀八十年代形成

6、了計算多體系統(tǒng)動力 學，并產(chǎn)生了以 ADAMS 和 DADS 為代表的動力學分析軟件。兩者共同構(gòu)成計算機輔助工程（CAE）技術的重要內(nèi)容。多體系統(tǒng)是指由多個物體通過運動副連接的復雜機械系統(tǒng)。多體系統(tǒng)動力學的根本目的是應用計算機技術進行復雜機械系統(tǒng)的動力學分析與仿真。它是 在經(jīng)典力學基礎上產(chǎn)生的新學科分支，在經(jīng)典剛體系統(tǒng)動力學上的基礎上，經(jīng) 歷了多剛體系統(tǒng)動力學和計算多體系統(tǒng)動力學兩個發(fā)展階段，目前已趨于成熟。多剛體系統(tǒng)動力學是基于經(jīng)典力

7、學理論的，多體系統(tǒng)中最簡單的情況——自由質(zhì)點和一般簡單的情況——少數(shù)多個剛體，是經(jīng)典力學的研究內(nèi)容。多剛 體系統(tǒng)動力學就是為多個剛體組成的復雜系統(tǒng)的運動學和動力學分析建立適宜 于計算機程序求解的數(shù)學模型，并尋求高效、穩(wěn)定的數(shù)值求解方法。由經(jīng)典力學逐步發(fā)展形成了多剛體系統(tǒng)動力學，在發(fā)展過程中形成了各具特色的多個流 派。早在 1687 年，牛頓就建立起牛頓方程解決了質(zhì)點的運動學和動力學問題；剛體的概念最早由歐拉于 1775 年提出，他采用反