Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá tải trọng và phân tích va chạm trong hệ thống đa thân
Tóm tắt
Việc đánh giá lực tiếp xúc trong một va chạm yêu cầu sử dụng các phương pháp liên tục dựa trên lực. Dự đoán chính xác lực va chạm đòi hỏi phải xác định các tham số tiếp xúc theo từng trường hợp cụ thể. Trong bài báo này, năng lượng động học hiệu quả trước va chạm
$T_{c}^{-}$
được đưa ra như một chỉ số của cường độ lực va chạm theo hướng pháp tuyến tiếp xúc. Điều này đại diện cho một phần của tổng năng lượng động học của hệ thống liên quan đến không gian con của chuyển động bị ràng buộc, được xác định bởi các ràng buộc va chạm tại thời điểm tiếp xúc bắt đầu. Giá trị của nó chỉ phụ thuộc vào các tham số cơ học và cấu hình của hệ thống. Chúng tôi minh họa trong bài báo này rằng chỉ số này có thể được sử dụng để đặc trưng cường độ lực va chạm. Tính phù hợp của chỉ số này được xác nhận thông qua các mô phỏng số và thí nghiệm.
Từ khóa
#lực va chạm #năng lượng động học #hệ thống đa thân #phân tích va chạm #phương pháp lực liên tụcTài liệu tham khảo
Acary, V., Brogliato, B.: Numerical Methods for Nonsmooth Dynamical Systems – Applications in Mechanics and Electronics. Springer, Berlin (2008)
Barjau, A., Batlle, J.A., Font-Llagunes, J.M.: Combining vibrational linear-by-part dynamics and kinetic-based decoupling of the dynamics for multiple smooth impacts with redundancy. Multibody Syst. Dyn. 31(4), 497–517 (2014)
Barjau, A., Batlle, J.A., Font-Llagunes, J.M.: Combining vibrational linear-by-part dynamics and kinetic-based decoupling of the dynamics for multiple elastoplastic smooth impacts. Multibody Syst. Dyn. 35(3), 233–256 (2015)
Dopico, D., Luaces, A., González, M., Cuadrado, J.: Dealing with multiple contacts in a human-in-the-loop application. Multibody Syst. Dyn. 25(2), 167–183 (2011)
Font-Llagunes, J.M., Barjau, A., Pàmies-Vilà, R., Kövecses, J.: Dynamic analysis of impact in swing-through crutch gait using impulsive and continuous contact models. Multibody Syst. Dyn. 28(3), 257–282 (2012)
Font-Llagunes, J.M., Kövecses, J.: Dynamics and energetics of a class of bipedal walking systems. Mech. Mach. Theory 44(11), 1999–2019 (2009)
Gonthier, Y., McPhee, J., Lange, C., Piedbœuf, J.C.: A regularized contact model with asymmetric damping and dwell-time dependent friction. Multibody Syst. Dyn. 11(3), 209–233 (2004)
González, F., MacMahon, S., Ghotbi, B., Kövecses, J., Angeles, J.: Impact analysis of exploration rovers (technical presentation). In: IDETC’14 ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, Buffalo, NY, USA (2014)
Hirschkorn, M., Kövecses, J.: The role of the mass matrix in the analysis of mechanical systems. Multibody Syst. Dyn. 30(4), 397–412 (2013)
Hunt, K.H., Crossley, F.R.E.: Coefficient of restitution interpreted as damping in vibroimpact. J. Appl. Mech. 42(2), 440–445 (1975)
Kövecses, J.: Dynamics of mechanical systems and the generalized free-body diagram – part I: general formulation. J. Appl. Mech. 75(6), 1–12 (2008)
Lankarani, H.M., Nikravesh, P.E.: Continuous contact force models for impact analysis in multibody systems. Nonlinear Dyn. 5(2), 193–207 (1994)
Marghitu, D.B., Hurmuzlu, Y.: Three-dimensional rigid-body collisions with multiple contact points. J. Appl. Mech. 62(3), 725–732 (1995)
Marghitu, D.B., Stoenescu, E.D.: Rigid body impact with moment of rolling friction. Nonlinear Dyn. 50(3), 597–608 (2007)
Modarres Najafabadi, S.A., Kövecses, J., Angeles, J.: A comparative study of approaches to dynamics modeling of contact transitions in multibody systems. In: Proceedings of IDETC’05 ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, Long Beach, CA, USA, vol. 6, pp. 505–514 (2005)
Pfeiffer, F., Glocker, C.: Multibody Dynamics with Unilateral Contacts. Wiley, Wiley (1996)
Rodriguez, A., Bowling, A.: Solution to indeterminate multipoint impact with frictional contact using constraints. Multibody Syst. Dyn. 28(4), 313–330 (2012)
Schoeder, S., Ulbrich, H., Schindler, T.: Discussion of the Gear–Gupta–Leimkuhler method for impacting mechanical systems. Multibody Syst. Dyn. 31(4), 477–495 (2014)
Zhang, Y., Sharf, I.: Compliant force modelling for impact analysis. In: Proceedings of IDETC’04 ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference, Salt Lake City, UT, USA, vol. 2, pp. 595–601 (2004)
Zhang, Y., Sharf, I.: Force reconstruction for low velocity impacts using force and acceleration measurements. J. Vib. Control 17(3), 407–420 (2011)