基于ANCF的松弛绳索动力学建模与仿真

传统绝对节点坐标方法(ANCF)绳索模型是基于梁单元建立的,其不能反映纤维绳索的不可抗压和松弛特性。考虑纤维绳索初始松弛余量,给出了绳索非线性轴向应力-应变关系。绳索在松弛状态下轴向力接近于零,在张紧状态下表现出线弹性特性。在此基础上,采用绝对节点坐标方法推导了松弛绳索动力学模型。通过静力学和动力学仿真,将传统绳索模型和松弛绳索模型进行对比,结果表明:在重力及不同集中载荷作用下,松弛绳索相比于传统绳索都具有更大的变形;分析移除集中载荷后绳索的动力学响应可知,传统绳索在振动过程中始终处于张紧状态,且绳索上各点振动同步,而松弛绳索会在张紧和松弛状态之间不断转换,绳索上各点的振动存在相位差,能够更好地反映绳索在松弛状态下的动力学特性。     

一种有限频域内的有界实引理

针对传统有限频域内有界实引理在设计时可能带来的保守性问题,对其进行了改进;引入松弛变量,推导出一类保守性较小的有限频域内的有界实引理。首先,直接给出新的有界实定理;然后,通过引进投影引理证明了新的定理。新的有界实引理不仅考虑了系统频率特性,而且在引入松弛变量后,使得多约束设计能够具有更小的保守性。