剛體碰撞問題的運(yùn)動學(xué)及滑動模式研究.pdf

1、剛體系統(tǒng)動力學(xué)問題在實(shí)際的生產(chǎn)、生活中經(jīng)常遇到，具有重要的工程背景。由于剛體運(yùn)動中摩擦、碰撞等非光滑因素的存在，使剛體的建模及求解有一定的復(fù)雜性，至今國際上對于該問題的研究依舊是熱點(diǎn)和難點(diǎn)。如何確定剛體碰撞接觸點(diǎn)的位置以及體現(xiàn)碰撞過程中復(fù)雜的接觸模式，建立有效的接觸碰撞模型是解決剛體接觸碰撞的關(guān)鍵。
　　本文研究了剛體非定點(diǎn)、非協(xié)調(diào)碰撞的運(yùn)動學(xué)問題，建立了直接根據(jù)實(shí)際接觸點(diǎn)斜率及約束條件求解接觸點(diǎn)、接觸時間的計(jì)算方法，從而避免了計(jì)

2、算潛在接觸點(diǎn)的復(fù)雜迭代運(yùn)算過程，并以橢圓與地面的光滑碰撞為例對其進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)的數(shù)值仿真，結(jié)果證明該方法針對該類問題的有效性。
　　為避免碰撞中由復(fù)雜滑動模式或者不合理的簡化該模式而引起某些位形下能量增加的現(xiàn)象，本文采用連續(xù)接觸力的方法建立接觸碰撞模型，其中法向方向采用非線性阻尼彈簧模型，切向采用非光滑庫侖摩擦模型。針對均質(zhì)桿與地面斜碰撞的經(jīng)典例子，對碰撞過程進(jìn)行動力學(xué)模擬。研究不同的初始位形、初始速度及摩擦系數(shù)下系統(tǒng)運(yùn)動的