動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析92動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題與理想約束力(參考版)
2024-08-15 14:30本頁(yè)面
【正文】 前言 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析基礎(chǔ) 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題與理想約束力 剛體系靜平衡分析 平面機(jī)械系統(tǒng)動(dòng) (靜 )力學(xué)模型的定義 理論力學(xué) CAI 版權(quán)所有 , 2022 (c) 上海交通大學(xué)工程力學(xué)系 理論力學(xué) CAI 剛體系動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題與理想約束力 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 2 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題與理想約束力 ? 前言 ? 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題 ? 理想約束力與拉格朗日乘子的關(guān)系 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 3 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題與理想約束力 ? 前言 ? 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題 ? 理想約束力與拉格朗日乘子的關(guān)系 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 4 前言 ? 兩類(lèi)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 – 已知外力求系統(tǒng)各運(yùn)動(dòng)學(xué)量稱(chēng)為動(dòng)力學(xué)正問(wèn)題 – 求產(chǎn)生系統(tǒng)給定運(yùn)動(dòng)的力（偶）稱(chēng)為動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題 ? 逆動(dòng)力學(xué)分析在機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與控制中占有很重要的地位 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /前言 1B1O2B3B2O5O4O3O6Ogm?2gm?3gm?1F?1H2H3H2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 5 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /前言 1B1O2B3B2O5O4O3O6Ogm?2gm?3gm?1F?1H2H3H1F?1F??2F?2F??? 控制剛體系運(yùn)動(dòng)的方式 – 力控制 – 驅(qū)動(dòng)控制 力元 ? ?11,FF ??? ? ?22 ,FF ???時(shí)間或位形坐標(biāo)的函數(shù) 力元在動(dòng)力學(xué)方程中的地位 外力 已知系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)求外力 ????????????????????????????? aT ?FqZqq ??0? 力控制 消去 ?，微分運(yùn)算 動(dòng)力學(xué)正問(wèn)題 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 6 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /前言 1B1O2B3B2O5O4O3O6Ogm?2gm?3gm?1F?1H2H3H? 驅(qū)動(dòng)控制 力學(xué)模型：驅(qū)動(dòng)鉸 21 OO ? ? ?tll 11 ?動(dòng)力學(xué)方程中的地位 驅(qū)動(dòng)鉸作為一種約束它減少了系統(tǒng)的自由度 驅(qū)動(dòng)力 (偶 )為理想約束力 (偶 )，與拉格朗日乘子有關(guān) 已知系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)外主動(dòng)力求拉格朗日乘子 理想約束力 (偶 ) ????????????????????????????? aT ?FqZqq ??0約束關(guān)系是時(shí)間的已知函數(shù) ? ?tll 22 ?43 OO ?1l2l驅(qū)動(dòng)力 (偶 ) 動(dòng)力學(xué) “逆” 問(wèn)題 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 7 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /前言 /例 [例 ] Oy?x?1Cgm?1?復(fù)擺質(zhì)量為 m，繞 O的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J，質(zhì)心 C1到 O的距離為 l 鉸 O上安裝一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)規(guī)律為 0s i n1D ??? t???試分析系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 8 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /前言 /解 [解 ] Oy?x? 1x?1y?1Cgm?1?慣性基 0s i n1D ??? t???系統(tǒng)的主約束方程 0????????????1111Ks i nc o s??lylxΦe??O 質(zhì)心連體基 11 e??C描述鉸 O的約束 附加驅(qū)動(dòng)約束 驅(qū)動(dòng)約束的理想約束力 引入拉格朗日乘子 ? ?T21K ???λ2?s位形坐標(biāo) ? ?T111 ?yx?q1??與鉸 O的理想約束力相關(guān) OxF?OyF?OyF?OxF?1?s引入拉格朗日乘子 描述鉸 O上以已知規(guī)律運(yùn)動(dòng)的馬達(dá) 3??Dλ與鉸 O的驅(qū)動(dòng)力偶相關(guān) OMOM2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 9 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題與理想約束力 ? 前言 ? 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題 ? 理想約束力與拉格朗日乘子的關(guān)系 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 10 動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /逆問(wèn)題 aT ?FqZq ??? ????已知系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)求拉格朗日乘子 ????????????????????????????? aT ?FqZqq ??0數(shù)學(xué)模型 已知條件 求解結(jié)果 線性代數(shù)方程 ? ?tqq ???? ?? ?tqq ?? ?? ?tqq ?? ?tλλ ?2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 11 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /逆問(wèn)題 ? ? ? ?a1T ?FqZq ??? ? ????γqΦ q ??? γΦq q 1????? ? ? ? aT11T1 ?FγZ qqq ??? ??? ????? ? ? ? aT1T1 ?FqZ qq ?? ??? ??? ??aT ?FqZq ??? ????? ? ? ?T11T ?? ? AA加速度約束方程 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 12 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /逆問(wèn)題 /例 [例 ] Oy?x?1Cgm?1?復(fù)擺質(zhì)量為 m，繞 O的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 J，質(zhì)心 C1到 O的距離為 l 鉸 O上安裝一驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)規(guī)律為 0s i n1D ??? t???求系統(tǒng)拉格朗日乘子的表達(dá)式 2022年 8月 18日 理論力學(xué) CAI 動(dòng)力學(xué)計(jì)算機(jī)輔助分析 13 剛體系動(dòng)力學(xué)及其計(jì)算機(jī)輔助分析 /動(dòng)力學(xué)逆問(wèn)題理想約束力 /逆問(wèn)題 /解 [解 ] Oy?x? 1x?1y?1Cgm?1?慣性基 0s i n1D ??? t???系統(tǒng)的約束方程 0????????????1111Ks i nc o s??lylxΦe??O 質(zhì)心連體基 11 e??C引入拉格朗日乘子 ? ?T21K ???λ3?s位形坐標(biāo) ? ?T111 ?yx?q0??3??Dλ? ? ? ? T321TDKT ???? ?? λλ0????????????????????????tlylx?????s i ns i nc o s11111DKΦΦ????????????10
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