高 浩，干 锋，戴焕云

(西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，成都 610031)

刚柔耦合多体系统中包含了刚体、弹性体以及体与体之间的连接力元和铰，刚柔耦合仿真技术已经基本成熟，几乎所有通用多体动力学软件都支持刚柔耦合仿真，一般采用模态叠加法近似描述弹性体的动态响应。模态叠加法是基于小变形假设的线性处理方法，忽略了结构的非线性特性，同时模态截断造成了高频振动信息的丢失。对于非线性弹性变形或局部模态对仿真结果影响很大的系统，弹性体需要直接采用有限元瞬态动力学分析。可以通过一定的算法将多系统中多刚体和弹性体分为不同的子系统，分别在不同的软件中进行仿真。这是一种松耦合方式，关键技术是如何通过数学工具建立严密的接口关系，通过接口传递界面力和运动信息包括位移、速度和加速度，并保证接口界面处同时满足平衡条件和协调条件。刚柔耦合接触问题是刚柔耦合系统动力学仿真的难题之一，同时也有很多工程应用如齿轮接触动力学和车辆系统弓网接触动力学研究。文献[4]中采用有限元预计算的方法考虑齿轮的弹性变形，研究刚柔耦合特性对齿轮啮合传动特性的影响规律。文献[5]采用直接有限元积分的方法对弓网接触动力学进行研究。Wang[1－2]提出了一种刚柔耦合仿真的松耦合方法称为粘合算法，子系统界面之间传递的信息通过协调器即粘合算法处理并传递给与之相连的其他子系统，这种方法将子系统的运动信息作为输入，输出的界面力作为子系统的下一步积分的边界条件。……