多体系统动力学
华中科技大学CAD中心
张云清
2010-1-6机械系统动力学计算机辅助分析
多体系统动力学
机械束
一．机械铰链与约束方程
二．运动学分析基础
三．平面多体系统运动学
四空间多体系统运动学
四．空间多体系统运动学
五．动力学分析方程两种形式六．平面多体系统动力学
多体系动学
七．空间多体系统动力学
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机械铰链与约束方程
•坐标系的分类
•坐标系的变换
•基本约束
•平面铰链
•空间铰链
•自由度
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•大地坐标系—惯性坐标系
地坐标系坐标系
•刚体固连坐标系—质心固连坐标系-主轴固连坐标系•铰链坐标系—铰链标架
•力元坐标系—力元标架
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cos sin θθ−⎡⎤=⎢sin cos A θθ⎥⎣⎦
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基本约束
•垂直1型约束
•垂直2型约束
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基本约束
•平行1型约束
•2
平行型约束
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平面铰链
•转动铰链(Revolute Joint)•(Translational(Prismatic)Joint)平移铰链(Translational(Prismatic) Joint)
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空间铰链
•Spherical Joint）
球铰（S h i l J i t
•圆柱铰链（Cylindrical Joint）•Prismatic Joint
平移铰链（Prismatic Joint）
•转动铰链（Revolute Joint）
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空间铰链
•万向节（Universal (Hooke)Joint）向节（U i l(H k)J i •螺旋铰链（Screw Joint）
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自由度
•平面机构自由度
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自由度
•空间机构自由度
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运动学分析基础
•位置、速度、加速度方程
•铰链的约束方程
•驱动约束的方程
运动学分析的计算方
•运动学分析的计算方法
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位置、速度、加速度方程
•平面问题位置、速度、加速度方程
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位置速度加速度方程位置、速度、加速度方程
•空间问题位置、速度、加速度方程
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位置、速度、加速度方程
位置速度加速度方程
•空间问题位置、速度、加速度方程
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铰链的约束方程
•Ground Constraints
•Revolute Joint
•Prismatic Joint
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铰链的约束方程
•Prismatic Joint
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驱动约束的方程
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运动学分析的计算方法
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运动学分析的计算方法
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平面运动学分析例子
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平面运动学分析例子
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平面运动学分析例子
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平面运动学分析例子
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平面运动学分析例子
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平面运动学分析例子
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•两自由度平面机械臂运动学分析•平面曲柄滑块机构运动学分析
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•空间曲柄连杆机构运动学分析•空间四连杆机构运动学分析
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动力学分析方程两种形式
•最大量坐标形式—DAE方程
•---ODE
最小量坐标形式ODE方程
•开闭环问题的动力学方程
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最大量坐标形式—DAE方程
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最大量坐标形式—DAE方程
DAE
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最小量坐标形式---ODE 方程
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ODE 最小量坐标形式---ODE 方程
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ODE 最小量坐标形式---ODE 方程
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开闭环问题的动力学方程
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开闭环问题的动力学方程
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开闭环问题的动力学方程
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平面多体系统动力学
平面刚体的广义惯性力
平面刚体的动力学方程
受约束的平面刚体系统动力学方程
受束学
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平面刚体的广义惯性力cos sin sin cos A θθθθ−⎡⎤=⎢⎥⎣⎦sin cos cos sin A θθθθθ−−⎡⎤=⎢⎥−⎣⎦
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平面刚体的广义惯性力
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平面刚体的广义惯性力
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平面刚体的广义惯性力
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平面刚体的广义惯性力-质心固连坐标系
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平面刚体的动力学方程
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受约束的平面刚体系统动力学方程
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受约束的平面刚体的动力学方程
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受约束的平面刚体的动力学方程
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受约束的平面刚体的动力学方程
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受约束的平面刚体的动力学方程
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