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题名高斯最小拘束原理在一类刚柔耦合系统分析中的应用
被引量：12
- 1
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作者
董龙雷
闫桂荣
杜彦亭
余建军
牛宝良
李荣林
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机构
西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室
中国工程物理研究院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2001年第3期347-351,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目 ( 19672 0 47)
中国工程物理研究院科学技术基金资助项目 ( 970 319)
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文摘
应用高斯最小拘束原理 ,提出了对一类刚柔耦合系统的有限段建模方法 ,将悬臂梁的大范围运动综合到系统模型中 ,比较完整地反映了系统的动力学特征。仿真结果及误差分析表明该方法具有一定的精度。高斯最小拘束原理具有统一的表达形式 ,并可全面反映系统的惯量效应 ,适合于此类刚柔耦合系统的建模及分析。
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关键词
高斯最小拘束原理
有限段建模
刚柔耦合系统
机械系统
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Keywords
Gauss minimum constraint theory, finite segment modeling, rigid flexible coupled system
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分类号
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
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题名广义坐标形式的高斯最小拘束原理及其推广
被引量：10
- 2
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作者
姚文莉
戴葆青
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机构
青岛理工大学理学院
山东科技大学泰山科技学院
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出处
《力学与实践》
北大核心
2014年第6期779-782,785,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10872118
11272167)
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文摘
当采用广义坐标描述系统的运动时,相比质点形式的高斯最小拘束原理,通过广义坐标形式的高斯最小拘束原理来建立动力学优化模型,计算效率更高.从高斯原理的变分形式出发推导了广义坐标形式的高斯最小拘束原理,并研究了非理想约束、单边约束及刚体碰撞情形下的高斯最小拘束原理的形式.研究认为:对刚体碰撞情形下,高斯最小拘束原理不能取代碰撞恢复定律,碰撞恢复定律以碰撞后广义速度的约束方程形式起作用.
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关键词
高斯最小拘束原理
广义坐标
优化模型
碰撞
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Keywords
Gauss principle of least constraint
generalized coordinate
optimization model
collision
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分类号
O316-4
[理学—一般力学与力学基础]
G642
[文化科学—高等教育学]
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题名变加速动力学系统的广义高斯最小拘束原理
被引量：1
- 3
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作者
张毅
宋传静
翟相华
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机构
苏州科技大学土木工程学院
苏州科技大学数学科学学院
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出处
《力学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1174-1180,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(12272248,11972241,12172241,12002228)。
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文摘
变加速运动在日常生活和工程问题中普遍存在.变加速动力学又称牛顿猝变动力学,因其在混沌理论和非线性动力学中的应用而获得广泛关注.高斯原理是一个具有极值性质的微分变分原理.因此,研究变加速动力学系统的广义高斯原理在理论和应用两方面都有重要意义.文章提出并研究变加速动力学系统的广义高斯原理.首先,引入急动度空间的广义高斯变分概念,将质点的达朗贝尔原理对时间求导数后与广义高斯变分点乘,并利用高斯意义下的理想约束条件,建立了变加速动力学系统的广义高斯原理.在此基础上,通过构造广义拘束函数建立并证明变加速动力学系统的广义高斯最小拘束原理,并给出原理的阿佩尔形式、拉格朗日形式和尼尔森形式.其次,研究原理对变质量力学的推广.从密歇尔斯基方程出发,将它对时间求导并与广义高斯变分点乘,建立了具有理想约束的变质量变加速动力学系统的广义高斯原理.通过构造变质量系统的广义拘束函数,建立并证明变质量力学系统变加速运动的广义高斯最小拘束原理.文中以开普勒-牛顿空间问题为例,利用所得的广义高斯最小拘束原理方法进行计算,验证了方法的有效性.
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关键词
变加速运动
牛顿猝变动力学
高斯最小拘束原理
变质量力学
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Keywords
variable acceleration motion
Newtonian jerky dynamics
Gauss principle of least compulsion
variable mass mechanics
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分类号
O316
[理学—一般力学与力学基础]
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题名基于高斯最小拘束原理的多体系统动力学分析
- 4
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作者
袁萍萍
戈新生
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
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出处
《北京信息科技大学学报（自然科学版）》
2016年第3期23-26,31,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11472058)
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文摘
从受理想约束的多体系统出发,以广义坐标表示系统中各刚体的矢径,由达朗伯原理推出以加速度为变量的多体系统拘束函数表达式。对于受非理想约束的多体系统,可将非理想约束力看作系统所受的主动力的一部分,得出非理想约束系统的拘束函数表达式。对高斯最小拘束函数表达式进行变形,运用最小二乘法推导系统真实加速度的表达式。最后运用该建模方法对平面双摆系统进行建模及仿真,得到其位移、速度变化规律。
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关键词
高斯最小拘束原理
多体系统
动力学建模
平面双摆
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Keywords
Gauss ＇s principle of minimum constraint
multi-body system
dynamic modeling
planar double pendulum
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分类号
TJ302
[兵器科学与技术—火炮、自动武器与弹药工程]
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题名最小二乘法在高斯拘束函数求解中的应用
被引量：1
- 5
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作者
袁萍萍
戈新生
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机构
北京信息科技大学机电工程学院
北京信息科技大学理学院
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出处
《动力学与控制学报》
2016年第6期496-500,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11472058)~~
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文摘
高斯最小拘束原理是一种典型的微分变分原理,以加速度为变量,通过寻求拘束函数极值的变分方法直接得出系统的运动规律.目前,国内常用的求解高斯拘束函数的方法为拉格朗日乘子法,通过引入拉格朗日乘子将高斯拘束函数的条件极值问题转化为带有拉格朗日乘子的无条件极值问题,这种求解方法会增加未知变量的个数.为减少变量个数,进一步提高运算效率,文章首先对高斯拘束函数进行简单变形,引入加速度形式的约束方程将高斯拘束函数化为最小二乘形式,直接运用最小二乘法导出使高斯拘束函数取极小值时系统真实加速度的表达式.最后通过对曲柄滑块机构正动力学问题的分析和计算,验证了该方法的有效性.
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关键词
多体系统
动力学建模
高斯最小拘束原理
最小二乘法
曲柄滑块机构
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Keywords
multi-body system, dynamic modeling, Gauss＇s minimum constraint principle, least square method, crank slider mechanism
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分类号
O313.7
[理学—一般力学与力学基础]
O302
[理学—力学]
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题名基于高斯原理的多体系统动力学建模
被引量：13
- 6
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作者
刘延柱
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机构
上海交通大学工程力学系
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2014年第6期940-945,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11392195)~~
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文摘
基于高斯最小拘束原理,以释放中的绳系卫星为背景,建立地球引力场内变长度大变形柔索联系的多体系统动力学模型.利用基尔霍夫动力学比拟方法将柔索的变形转化为刚性截面沿中心线的转动,使包含刚性分体与变形体的刚柔耦合系统转化为由柔索的刚性截面与刚性分体组成的广义多刚体系统.由于刚性截面的局部小变形沿弧坐标的积累不受限制,适合描述柔索的超大变形.文中对此刚柔耦合多体系统导出其在地球引力场中的拘束函数,考虑各分体在空间中相对位置的几何约束条件,利用拉格朗日乘子构成以条件极值问题为特征的数学模型.将高斯原理用于多体系统动力学的建模,其特点是以寻求函数极值的变分方法代替微分方程,通过数值计算直接得出运动规律.其形式统一,不随系统拓扑结构的变化而改变,也无需区分树系统或非树系统.对于带控制的多体系统,动力学分析还可根据技术需要与系统的优化结合进行.
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关键词
高斯最小拘束原理
多体系统动力学
基尔霍夫弹性杆模型
绳系卫星
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Keywords
Gauss' s principle of least constraint,dynamics of multi-body systems,Kirchhoff's model of elastic rod,tethered satellite
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分类号
V412.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名杆网系统基于高斯原理的动力学建模
被引量：8
- 7
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作者
刘延柱
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机构
上海交通大学工程力学系
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出处
《动力学与控制学报》
2018年第4期289-294,共6页
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基金
国家自然科学基金(11372195)~~
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文摘
讨论由任意数量弹性细杆组成任意拓扑结构的杆网系统.叙述其基于高斯最小拘束原理的动力学建模方法.其工程背景为航天技术中的可展网架式结构.采用Kirchhoff模型描述弹性杆的运动,其大变形的幅度可不加限制.导出杆网系统拘束函数的普遍形式及联结铰对杆件的几何约束条件.所述动力学模型可直接应用变分方法确定杆网系统的运动,无需建立和求解动力学微分方程.利用拘束函数的最小值条件从杆件的各种可能运动中确定其真实运动.联结铰的约束条件可在供选择的可能运动中预先给予满足.对于杆件充分柔软的特殊情形,忽略其抗弯和抗扭刚度,但考虑其拉伸变形,则杆网系统转化为由柔索组成的索网系统.以5杆系统为例说明此建模过程.
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关键词
空间杆网系统
高斯最小拘束原理
Kirchhoff弹性杆模型
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Keywords
spatial net system of rods
Gauss＇s principle of least constraint
Kirehhoff＇s model of elastic rod
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分类号
V414
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名复合环境下惯性仪器多体系统动力学分析
被引量：5
- 8
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作者
王跃钢
项定祥
韩心中
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机构
第二炮兵工程学院
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出处
《弹箭与制导学报》
CSCD
北大核心
2007年第3期71-73,共3页
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文摘
文中介绍了一种采用高斯最小拘束原理对过载振动复合环境下惯性仪器的动力学分析方法,详细讨论了在不同环境下惯性仪器质点位移的变化情况及表达形式,并给出了具体推导过程。该方法建立的方程全面反映了系统的惯量效应和过载振动复合作用对惯性器件的影响。
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关键词
高斯最小拘束原理
过载与振动
惯量效应
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Keywords
Gauss minimum constraint theory
overloading and vibration
inertial effect
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分类号
TJ765.3
[兵器科学与技术—武器系统与运用工程]
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题名优化形式的刚体系统动力学模拟
被引量：1
- 9
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作者
杨流松
姚文莉
岳嵘
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机构
青岛理工大学理学院
山东科技大学数学学院
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出处
《力学与实践》
北大核心
2015年第4期488-491,487,共5页
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基金
国家自然科学基金资助项目(10872118,11272167)
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文摘
基于广义坐标形式的高斯最小拘束原理来研究刚体系统的动力学问题的优化方法.相比目前动力学建模普遍采用的质点形式的高斯最小拘束原理,广义坐标形式的高斯最小拘束原理因对所选择的广义坐标没有要求,而使得建模过程更简单及具有更强的通用性.本文分别建立了有约束和无约束条件下问题的优化动力学模型,对问题进行了动力学数值模拟,并与用拉格朗日微分方程处理的模型进行了对比分析,从而验证了所提方法的有效性.
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关键词
刚体系统
动力学
优化问题
广义坐标
高斯最小拘束原理
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Keywords
rigid system, dynamics, optimization, generalized coordinates, Gaussian principle of least constraint
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分类号
O313.3
[理学—一般力学与力学基础]
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