和兴锁 李雪华 邓峰岩

(西北工业大学工程力学系，西安 710072)

(2010年1月31日收到;2010年5月3日收到修改稿)

平面柔性梁的刚-柔耦合动力学特性分析与仿真*

和兴锁†李雪华 邓峰岩

(西北工业大学工程力学系，西安 710072)

(2010年1月31日收到;2010年5月3日收到修改稿)

针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统研究其动力学特性.利用有限元方法对柔性梁进行离散，采用Lagrange方程建立平面柔性梁的刚-柔耦合动力学方程，研究在大范围运动为自由情况下，平面柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理，比较零次模型、一次耦合模型及精确模型的差异，探讨各种模型的适用性.

平面柔性梁，刚-柔耦合系统，动力学特性，分析与仿真

PACS:45.10.－ b，05.45.－ a，45.05.+x

1.引 言

文献［1，2］针对非惯性坐标系下大范围运动规律为已知的柔性梁结构进行了研究，在这类研究中，刚体运动是作为已知运动出现的，表征刚体运动的坐标并不出现在系统的动力学方程中，因此实际上这类刚-柔耦合动力学研究的是单向问题，即只考虑了大范围运动对柔性结构的影响，而未考虑柔性体的变形对刚体运动的影响.但在工程实际中，刚体运动规律未知的刚-柔耦合结构也大量存在于实际机构中，如给定驱动力矩的柔性机械臂等结构.因此这类考虑刚-柔部件之间相互耦合作用的动力学问题也受到研究者越来越多的重视［3—5］.同时，对中心刚体-卷簧-柔性梁这类典型结构，有研究者也进行了一些理论和实验研究［6—8］.以往的……