曹大志 ， 赵治华 ， 强洪夫 ， 任革学

（1.清华大学 工程力学系，北京 100084；2.第二炮兵工程大学 201室，西安 710025）

在一些如传送机械、太阳能帆板伸展机构、机械臂等系统中，柔性体的变形对系统的动力学行为产生很大的影响，传统的多刚体系统动力学理论已经不能满足人们对设备越来越高的精度要求。此外随着材料技术和制造技术的进步，越来越多的柔性部件应用到存在大位移和大变形的系统中。于是，柔性体的大变形多体动力学问题不断出现，传统的基于小变形理论建立动力学模型的方法已不能得到这类大变形柔性多体动力学问题的精确解。Shabana［1-2］提出的绝对节点坐标法可以很好的解决这类大变形柔性多体动力学问题，并且在多体动力学领域受到广泛的重视。不同于传统的浮动坐标系法，共旋坐标法或相对节点位移法等，基于绝对节点坐标的单元节点的广义坐标直接采用的是空间坐标及其梯度，因此在解决众多动力学问题中具有很大优势。绝对节点坐标法的出现促进了柔性多体动力学与有限元理论的进一步整合，基于绝对节点坐标法的梁［3］，板/壳［4］和三维实体［5］等单元陆续的提出。在我国对绝对节点坐标法的研究起步较晚。刘锦阳等［6-11］基于绝对节点坐标做了以下工作：考虑了热载荷与结构变形的耦合，分析了复合材料以及柔性板的多体系统动力学；提出一套混合坐标体系，采用绝对节点坐标法进行了验证；此外还考虑了材料的弹塑性，求解了梁的刚柔耦合动力学特性。……