机械设计与研究 ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (03): 30-34.doi: 10.13952/j.cnki.jofmdr.a4615

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基于绝对节点坐标法的柔性梁结构动态特性参数灵敏度分析

姚震;余海东;王皓;   

  1. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室;上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室;
  • 发布日期:2020-07-26

  • Published:2020-07-26

摘要: 大尺寸柔性梁结构的刚度与材料力学特性和截面尺寸直接相关。考虑柔性梁结构的大变形特征,研究的材料参数和截面特性对其运动学和动力学的灵敏度特性具有重要的意义。基于绝对节点坐标法,对定截面梁单元进行建模,利用非线性介质力学方法推导其刚度矩阵,建立柔性梁结构动力学方程。基于直接微分法分析单摆梁末端对材料弹性模量和梁单元截面特性的灵敏度,利用灵敏度曲线,对梁结构的可靠性进行计算。结果表明,随着材料弹性模量的逐渐增大,单摆梁末端最低值对其灵敏度逐渐减小并趋向于0;单摆梁对截面高度的灵敏度比截面宽度更大,随着截面宽度和高度的增大,单摆梁末端最低值对其灵敏度逐渐减小并趋向于0。通过响应面及灵敏度曲线获得特定阈值下梁结构的参数值并分析其可靠性。

关键词: 变截面柔性梁, 大变形, 稳定性, 绝对节点坐标法, 灵敏度分析

Key words: variable cross-section beams, large deformation, stability, ANCF, sensitivity analysis