研究了作大范围运动薄板的耦合动力学建模理论和离散化方法.对作大范围运动的薄板建立了耦合动力学模型,计及了在结构动力学中对薄板动力学特性影响很小的二次耦合变形量.用有限元方法对柔性薄板进行离散,基于Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动薄板的动力学方程.计算了作旋转运动的薄板的变形,将仿真结果与不计二次耦合变形量的传统方法进行比较表明,随着转速的提高,仿真结果出现明显的差异.此外,将本文有限元与假设模态法的计算结果进行比较,揭示了高速旋转时假设模态法的局限性,表明取无大范围运动的高阶模态可以提高假设模态法的计算精度.

本文介绍了利用扭振法测量单轴气浮台转动惯量的新方法.该方法与三线扭摆法比较,无需知道气浮台的质量,具有设计简单、操作容易的优点.推而广之,还可借助浮台来测量任意复杂形状物体的转动惯量,是一种很实用的转动惯量测量方法.

基于模态综合技术提出了适用于求解柔性多体系统斜碰撞问题的动力学建模方法,将离散的碰撞物体分为碰撞区域和非碰撞区域,对于非碰撞区域采用子结构方法进行模态缩减,在保证求解精度同时能有效提高计算效率。用罚函数模型和修正库伦摩擦模型分别对法向和切向碰撞进行建模,考虑钢杆和PVC圆盘的接触碰撞系统,在考虑摩擦的斜碰撞工况下分别采用电阻应变片和3D-DIC测量技术测量圆盘表面指定点的应变响应和速度响应,通过理论和实验结果对比验证了碰撞动力学模型和摩擦模型的准确性,同时研究了相对速度的变化对摩擦因数的影响。