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1、第二章 计算多体系统动力学基础理论,21 计算多体系统动力学的任务 1）何为多体系统？ 复杂系统的力学模型为多个物体通过运动副连接的系统，称为多体系统。,SIMPACK软件基础及应用,2）多体系统的三大核心问题,系统的运动学分析：在不考虑系统运动起因的情况下研究各部件的位置与姿态及其它们变化速度与加速度的关系。如平面与空间机构的运动分析，运动学分析归结为求解线性与非线性代数方程；,SIMPACK软件基础及应用,系统的静力学分析：当系统受到静载荷时，确定在运动副制约下的系统平衡位置以及运动副静反力。如机车或汽车中安装有大量的弹簧阻尼器。在整车的设计中必须考虑系统在静止状态下车身的位置与姿态为进一
2、步讨论车辆的平稳件与操纵稳定性的研究打下基础；,SIMPACK软件基础及应用,系统的动力学问题：讨论载荷与系统运动的关系，即动力学问题。研究复杂机械系统在载荷作用下各部件的动力学响应是工程设计中的重要问题。已知外力求系统运动的问题归结为求非线性微分方程的积分，称为动力学正问题。已知系统的运动确定运动副的动反力的问题是系统各部件强度分析的基础，这类问题称为动力学的逆问题。,SIMPACK软件基础及应用,3）系统分析方法,传统作图法或缩比模型 ：由于系统的构型复杂与各部件的运动幅度可能很大，作图法已很难胜任三维的非线性关系的分析，缩比模型制作的投入不适用于虚拟设计的过程。 习惯的方法是用拉格朗口第二类方程或牛顿欧拉方程导出位置与姿态坐标的运动微分方程。（较为简单的、只有几个自由度的系统，利用手工推导可以得到较为简单的微分方程组。但对于愈来愈复杂的构型与多自由度的系统，用手工符号推导动力学方程将面临相当繁重的代数和微分运算，并且非常存易出错）,SIMPACK软件基础及应用,