平面柔性多体系统碰撞动力学建模与仿真

"平面柔性多体系统正碰撞动力学建模理论研究 (2010年)" 这篇论文深入探讨了平面柔性多体系统碰撞动力学建模的理论，旨在弥补现有建模方法的不足。作者董富祥和洪嘉振详尽分析了影响碰撞动力学仿真效果的关键因素，特别是柔性体建模和碰撞初始条件。他们提出了一种基于变约束的柔性体碰撞动力学方程，以更精确地模拟碰撞过程。 首先，论文针对子结构法在处理碰撞界面搜索时的局限性，提出了采用多体系统柔性体有限元描述方法。这种方法能够推导出凸形柔性体接触点间法向位移约束的二阶导数形式，从而更准确地描述接触面的动态行为。 其次，论文从物理角度出发，结合连续介质力学的间断面理论，分析了碰撞瞬间接触界面速度不连续的现象。作者给出了一个公式，该公式根据物体自身的物理属性确定碰撞接触位置的速度跳跃，这是理解和模拟碰撞动力学的重要一步。 在理论基础上，论文通过数值仿真验证了两弹性圆盘低速碰撞的问题，结果显示提出的改进方法遵循力学基本原理，并且仿真结果具有良好的收敛性，证明了新模型的有效性和准确性。 关键词包括平面柔性多体系统、碰撞、建模方法、速度跳跃条件和间断面，表明研究的重点在于理解与解决这些问题。论文的贡献不仅在于提供了一种新的建模方法，还为航空航天、机器人和车辆工程等领域提供了重要的理论支持，有助于推动多体系统动力学理论的发展和实际工程问题的解决。 论文的发表日期为2008年12月11日，最终修改日期为2009年11月6日，由国家自然科学基金资助。作者董富祥为博士生，洪嘉振为教授及博士生导师，两者均来自上海交通大学工程力学系。