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基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
1
作者
黄斐
袁婷婷
刘锦阳
《振动与冲击》
北大核心
2025年第2期131-142,共12页
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边...
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。
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关键词
变长度梁
任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法
卷曲展开机构
动力学建模
移动边界约束方程
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职称材料
题名
基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
1
作者
黄斐
袁婷婷
刘锦阳
机构
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
广西大学土木建筑工程学院
出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第2期131-142,共12页
基金
国家自然科学基金(12272221,11932001)
国家自然科学基金国际合作项目(12311530038)。
文摘
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。
关键词
变长度梁
任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法
卷曲展开机构
动力学建模
移动边界约束方程
Keywords
variable-length beam
absolute nodal coordinate formulation described by arbitrary Lagrangian-Eulerian method
rolled deployable mechanism
dynamic modelling
constraint equations of moving boundary
分类号
O312 [理学—一般力学与力学基础]
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP202 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
黄斐
袁婷婷
刘锦阳
《振动与冲击》
北大核心
2025
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