复杂多刚柔体系统动力学程式化建模与快速仿真方法

批准号:
11902158
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
顾俊杰
依托单位:
学科分类:
A0704.多体与高维系统非线性动力学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
国民经济与国防行业中的大量车辆、舰船、飞行器、机器人等机械系统可归结为多体系统,随着对机械产品动态性能要求的提高,复杂机械系统动力学特性准确快速地预测和分析成为当今力学领域研究的热点和难点之一。本项目针对高效地建立复杂多刚柔体系统动力学模型和数学模型并进行快速动力学仿真的重大现实需求,拟以多体系统传递矩阵法为理论基础,通过研究多体系统总传递方程计算机自动推导方法实现复杂多刚柔体系统动力学模型和数学模型的程式化建立;研究多体系统Riccati传递矩阵法提高数值计算稳定性并进一步降低系统矩阵阶次从而拓展多体系统传递矩阵法快速计算理论;建立基于MPI+CUDA的多体系统传递矩阵法并行计算算法进一步提高动力学计算速度;应用计算机可视化与开源软件技术建立复杂多刚柔体系统动力学可视化快速仿真平台。本项目的研究将为复杂多刚柔体系统动力学的快速建模、计算提供新的理论方法和平台。
英文摘要
A large number of mechanical systems such as vehicles, ships, aircraft and robots in national economy and defense industry can be regarded as multi-body systems. With the increasing requirement for dynamics performance of mechanical products, accurate and rapid prediction and analysis of dynamics characteristics of complex mechanical systems has become one of the hot and difficult points in the field of mechanics. Aiming at the important practical need of establishing the dynamics model and mathematical model of complex multi-rigid-flexible body system efficiently and carrying out rapid dynamics simulation, this project aims to establish the dynamics model and mathematical model of complex multi-rigid-flexible body system by studying the automatic derivation method of the overall transfer equation of multibody systems in computer based on the transfer matrix method for multibody systems (MSTMM). And the Riccati transfer matrix method for multibody systems is studied to improve the stability of numerical computation and further reduce the order of system matrices, thus expanding the fast computation theory of MSTMM. The MPI+CUDA-based parallel computing algorithm of MSTMM is established to further improve the speed of dynamics computation. A fast visualization simulation platform for complex multi-rigid-flexible body system is established by using computer visualization and open source software technology. This research will provide a new theoretical method and platform for the fast modeling and computation of complex multi-rigid-flexible body system dynamics.
国民经济与国防行业中的大量车辆、舰船、飞行器、机器人等机械系统可归结为多体系统,随着对机械产品动态性能要求的提高,复杂机械系统动力学特性准确快速地预测和分析成为当今力学领域研究的热点和难点之一。本项目针对高效地建立复杂多刚柔体系统动力学模型和数学模型并进行快速动力学仿真的重大现实需求,拟以多体系统传递矩阵法为理论基础,通过研究多体系统总传递方程计算机自动推导方法实现复杂多刚柔体系统动力学模型和数学模型的程式化建立;研究多体系统Riccati传递矩阵法提高数值计算稳定性并进一步降低系统矩阵阶次从而拓展多体系统传递矩阵法快速计算理论;建立基于MPI+CUDA的多体系统传递矩阵法并行计算算法进一步提高动力学计算速度;应用计算机可视化与开源软件技术建立复杂多刚柔体系统动力学可视化快速仿真平台。本项目的研究将为复杂多刚柔体系统动力学的快速建模、计算提供新的理论方法和平台。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1063/5.0029057
发表时间:2020-11
期刊:AIP Advances
影响因子:1.6
作者:J. Gu;X. Rui;J. S. Zhang
通讯作者:J. Gu;X. Rui;J. S. Zhang
Improved modeling and active disturbance rejection control of tank gun control system
坦克炮控系统改进建模及自抗扰控制
DOI:10.1177/095965182211045
发表时间:2022-06
期刊:Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering
影响因子:--
作者:Huaqing Zheng;Xiaoting Rui;Jianshu Zhang;Shujun Zhang;Junjie Gu
通讯作者:Junjie Gu
DOI:10.1115/1.4052433
发表时间:2021-09
期刊:Journal of Computational and Nonlinear Dynamics
影响因子:2
作者:Lina Zhang;Xiaoting Rui;Jianshu Zhang;Junjie Gu;Huaqing Zheng;Li Tang
通讯作者:Li Tang
Semi-Active Scissors-Seat Suspension With Magneto-Rheological Damper
带磁流变阻尼器的半主动剪式座椅悬架
DOI:10.3389/fmats.2020.591283
发表时间:2020-11
期刊:Frontiers in Materials
影响因子:3.2
作者:Hongtao Zhu;Xiaoting Rui;Fufeng Yang;Wei Zhu;Junjie Gu
通讯作者:Junjie Gu
Optimal design of the dynamic performance of the ultra‑precision fly cutting machine tool
超精密飞切机床动态性能优化设计
DOI:10.1007/s00170-022-10502-x
发表时间:2022
期刊:The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
影响因子:--
作者:Yuanyuan Ding;Xiaoting Rui;Yu Chang;Hanjing Lu;Yiheng Chen;Jianguo Ding;Adeel Shehzad;Gangli Chen;Junjie Gu
通讯作者:Junjie Gu
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