在航空航天以及精密机械系统中,由于制造误差,实际铰接关节中必然存在着铰接间隙,摩擦、碰撞、润滑等非线性因素,这些因素在一定条件下对系统的结构以及动力学性能会带来很大的影响.如何将这些非线性因素纳入到动力学模型当中,进而研究这些因素对动力学性能的影响程度,最终为系统的结构设计以及控制规律的研究提供有效的分析工具,是国内外诸多学者所关注的一个重要研究方向.关节间隙的研究涉及到间隙处的相对运动学以及间隙处的局部动力学模型的刻画.该文针对圆柱铰关节间隙类型所特有的几何构形,直接建立了平面铰关节和空间铰关节两种情况下的相对运动学描述关系,给出了关节间隙处不同运动模式的显式判别条件,避免了目前通常采用的迭代搜索算法.精确、高效的碰撞接触模型是解决含间隙机构的动力学问题的关键.目前广泛应用的Hertz接触模型,在应用时要求两接触物体非协调接触.而真实的机构间隙处的碰撞存在一个接触区,其大小甚至会与间隙处运动副本身的尺寸相当,这时用传统的Hertz点接触理论就会出现比较大的偏差.该论文中,在接触力学理论基础上,考虑到碰撞微运动过程中构件弹性变形,引入了一种较为精确的协调模型.系统的研究关节处的间隙、摩擦、润滑作用以及结构的弹性振动之间的耦合作用对深入了解实际机构的动力学行为具有重要的意义,该文基于ADAMS多体系统动力学分析软件,针对一含关节间隙的曲柄滑块机构和太阳能帆板展开机构进行了系统的动力学仿真计算,比较了平面铰关节类型和空间铰关节类型两种情况下,间隙的大小、摩擦、润滑以及杆件的弹性对系统动态过程的影响,相应的计算结果与所观察到的实际现象相吻合.