柔軟多体系のモデリングと計算機による動力学の記号生成に関する研究

柔性多体系统建模及计算机动力学符号生成研究

• 批准号: 05855036
• 负责人: 吉村 浩明
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855036/
• 关键词: 柔軟多体系; Nonenergicness; ボンドグラフ

本研究は、宇宙用マニピュレータに代表される柔軟多体動力学の定式化と記号生成方法の開発を目的として研究を行なっている。本研究の主な問題点は(1)柔軟体は幾何学的非線形を有する分布定数系のモデルの提案、(2)離散化等による物理パラメータの増大によって、拘束力等の従属変数の消去が困難であること、及び(3)数値解析に不可欠である運動方程式の定式化における計算の効率化等が挙げられる。報告者は、これまでに主として多剛体系についてボンドグラフを用いたモデリング方法の提案を行い、拘束力等の自動消去方法を開発した。この方法は、仮想パワの原理と等価であるNonenergicnessに基づいて、機械ジョイント等に代表されるシステムの接続構造をNonenergicマルチ-ポートによって定義し、さらに入出力係数行列によって表すことによって行列を用いた代数計算によって変数消去を行うものである。特に、運動学的、力学的関係式における変数の入出力に注目し、入出力係数行列に対応して入出力行列を導出することによって消去計算を行なう点が特徴である。平成5年度は、上記の方法を用いて実際に多体系の動力学を記号生成し、記号生成に関わる演算回数が最小となるアルゴリズムを開発した。さらに、柔軟多体系の力学について非リーマン幾何学的動力学による双対形式の運動方程式を導いた。これらの研究を遂行するに当たり、計画書において計上した32bit計算機を購入しソフトウェアの開発を行なった。また、上記の研究成果の一部については、米国機械学会冬期大会(平成5年12月)において論文発表を行なっている。

The purpose of this study is to study the formulation of soft multibody dynamics and the development of symbol generation methods for cosmic applications. The main problems of this study are: (1) the proposal of the non-linear distribution of soft bodies,(2) the increase of physical parameters, the elimination of constraints, and (3) the calculation of equations of motion. The reporter has developed a method for automatically eliminating binding forces, etc., in the case of multi-rigid body systems. This method is based on the principle of non-energy, mechanical engineering, etc., and represents the connection structure of the system. Kinematic and mechanical relations: input force coefficients: output force coefficients: output force: output force: output force In 2005, the application of the above-mentioned method in the dynamics of multi-systems was studied. The dynamics of soft multi-systems are derived from the equations of motion of two-pair forms. This research was carried out on a 32-bit computer, and the project was developed. A part of the research results of the above book was published at the Winter Conference of the American Society of Machinery (December, 2005).

项目成果

Hiroaki Yoshimura: "Modellinig of Multibody Dynamics and a Recursive Symbolic Generation Scheme" Automated Modeling for Design. DSC-Vol.47. 63-94 (1993)

Hiroaki Yoshimura：“多体动力学建模和递归符号生成方案”设计自动建模。