非光滑平面运动刚体动力学建模与数值计算方法

摘要：

基于接触力学理论和线性互补问题的算法,给出了一种含接触、碰撞以及Coulomb干摩擦的平面运动刚体动力学的建模与数值计算方法. 文中的摩擦力模型采用Coulomb干摩擦模型;考虑刚体模型在接触点的局部变形,用局部变形量与变形速度的非线性函数表示物体间的法向接触力;应用牛顿欧拉方法建立系统的动力学方程. 为计算非光滑动力学方程,建立了摩擦定律的互补条件和互补关系式,并利用事件驱动法,将接触点黏滞与滑移运动状态切换的判断以及静摩擦力的计算转化成线性互补问题的求解. 最后通过数值算例分析含摩擦与碰撞平面运动刚体的动力学特性,并验证了该算法的有效性.

关键词：Coulomb干摩擦、接触力、线性互补问题、非光滑、碰撞

所属期刊栏目：44

分类号：O313(理论力学（一般力学）)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11372018;国家自然科学基金资助项目11572018;江苏省自然科学基金资助项目BK20131140

在线出版日期：2016-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：15-19