【摘 要】
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对在平面内大范围转动的大变形柔性梁动力学进行了研究,基于绝对节点坐标法建立了一种新的大变形柔性梁的非线性动力学模型.该动力学模型中考虑了柔性梁的轴向拉伸变形和横向
【机 构】
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南京理工大学理学院,浙江大学宁波理工学院,上海交通大学工程力学系
【基金项目】
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国家自然科学基金(批准号:11272155,11302192,11132007);江苏省333工程(批准号:BRA2011172)资助的课题~~
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对在平面内大范围转动的大变形柔性梁动力学进行了研究,基于绝对节点坐标法建立了一种新的大变形柔性梁的非线性动力学模型.该动力学模型中考虑了柔性梁的轴向拉伸变形和横向弯曲变形,利用Green-Lagrangian应变张量计算柔性梁的轴向应变及应变能,利用曲率的精确表达式计算柔性梁的横向弯曲变形能.运用拉格朗日恒等式给出了柔性梁横向弯曲变形能新的表达式,该变形能表达式更加简洁,通过新的变形能表达式得到了新的弹性力模型,由此得到的动力学方程可以精确地描述柔性梁的几何大变形问题.通过与高次耦合模型以及ANSYS中BEAM188非线性梁单元模型的比较,验证了本模型在计算大变形时的正确性以及高次耦合模型在处理大变形问题时的不足.进一步研究发现,新的广义弹性力模型可以适当地简化,给出了两种简化模型,根据不同模型的计算效率以及计算精度的比较确定了不同模型的适用范围.
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