多接觸約束虛擬樣機(jī)仿真效率研究.pdf

1、在進(jìn)行基于虛擬樣機(jī)技術(shù)的機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析時(shí)，如果系統(tǒng)包含過多的接觸約束，通常要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的仿真計(jì)算時(shí)間，求解效率十分低下，甚至?xí)?dǎo)致模型求解失敗，嚴(yán)重阻礙了虛擬樣機(jī)技術(shù)在多接觸約束機(jī)械系統(tǒng)中的應(yīng)用。在研究目前多接觸約束系統(tǒng)虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展水平的基礎(chǔ)上，本文采用實(shí)時(shí)激活消隱接觸約束的方法減少仿真求解時(shí)間，提高仿真計(jì)算效率。研究過程主要體現(xiàn)為：
　?。?）通過對(duì)多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型數(shù)值求解理論進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)造成仿真計(jì)算效率低下

2、的本質(zhì)原因之一是當(dāng)前非實(shí)際接觸約束仍然要參與當(dāng)前迭代計(jì)算，使求解模型的雅可比矩陣的規(guī)模比實(shí)際求解需要的規(guī)模大得多，從而可能引起該矩陣的條件數(shù)增大，降低了仿真求解效率。
　?。?）針對(duì)仿真計(jì)算效率低下的本質(zhì)原因，提出采用實(shí)時(shí)激活消隱接觸約束的方法來降低雅可比矩陣的維度及條件數(shù)。通過設(shè)計(jì)具有代表性的多接觸約束系統(tǒng)的簡(jiǎn)單模型進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證了該方法在保證仿真精度的同時(shí)極大地提高了計(jì)算效率。
　?。?）為了驗(yàn)證該方法的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值

3、，設(shè)計(jì)了滾子鏈傳動(dòng)系統(tǒng)，并建立其虛擬樣機(jī)仿真模型，對(duì)其沖擊力、振動(dòng)及其傳動(dòng)效率進(jìn)行分析。同時(shí)引入實(shí)時(shí)激活消隱接觸約束的方法對(duì)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，與常規(guī)仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證該方法的精度及效率。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明該方法同樣適合對(duì)規(guī)模龐大的多接觸約束模型進(jìn)行分析。
　　本文提出的實(shí)時(shí)激活消隱接觸約束的方法不僅能夠保證仿真精度，而且能夠減少雅可比矩陣的預(yù)估次數(shù)，節(jié)約大量的仿真求解時(shí)間，提高求解效率，推動(dòng)了多接觸約束系統(tǒng)虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)