振动与冲击第３１卷第１７期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３１Ｎｏ．１７２０１２基于柔性多体动力学的瓦楞成型系统建模与仿真研究曹大志１，２，赵治华１，强洪夫２，任革学１（１．清华大学工程力学系，北京１０００８４；２．第二炮兵工程大学２０１室，西安７１００２５）摘要：针对某型号瓦楞机的瓦楞成型系统，基于自主研发的多体动力学求解程序，建立其刚柔耦合动力学模型。其中张力辊、瓦楞辊等主要支撑辊简化为刚体模型；传送带由３６自由度绝对节点坐标四边形壳单元划分网格，并考虑其树脂材料的正交各向异性特征；此外，传送带与支撑辊之间的接触采用赫兹碰撞模型和点－面检测方法描述。利用该模型，计算了传送带的偏心位移，传送带表层应力场等动响应。仿真表明：基于绝对节点坐标法建立的瓦楞成型系统的多体动力学模型，可为瓦楞机传送带的动力学行为和控制研究提供一种新的分析方法。关键词：柔性多体动力学；绝对节点坐标法；赫兹碰撞理论；瓦楞机；偏心位移；动应力中图分类号：Ｏ３１３．７文献标识码：ＡＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒａｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎｆｌｅｘｉｂｌｅｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓＣＡＯＤａｚｈｉ１，２，ＺＨＡＯＺｈｉｈｕａ１，ＱＩＡＮＧＨｏｎｇｆｕ２，ＲＥＮＧｅｘｕｅ１（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆａｃｕｌｔｙ２０１，ＴｈｅＳｅｃｏｎｄＡｒｔｉｌｌｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ，７１００２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔａｄｊｕｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ，ａｒｉｇｉｄｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｕｐｌｅｄｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｏｎａｓｅｌｆｄｅｖｅｌｏｐｅｄｓｏｌｖｅｒｆｏｒｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｅｍａｃｈｉｎｅ，ｔｈｅｔｅｎｓｉｏｎｒｏｌｌａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｒｏｌｌｗｅｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｓｒｉｇｉｄｂｏｄｉｅｓ；ｔｈｅｒｅｓｉｎｂｅｌｔｗａｓｍｏｄｅｌｅｄｗｉｔｈ３６ＤＯＦ４ｎｏｄｅｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｂｓｏｌｕｔｅｎｏｄａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ（ＡＮＣＦ），ａｎｄｔｈｅｏｒｔｈｏｔｒｏｐｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｒｅｓｉｎｂｅｌｔｗａｓａｌｓｏｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，Ｈｅｒｔｚｃｏｎｔａｃｔｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｐｏｉｎｔｔｏｆａｃｅｍｅａｓｕｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅａｄｏｐｔｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｉｍｐａｃｔｂｅｔｗｅｅｎｍａｉｎｒｏｌｌｓａｎｄｔｈｅｒｅｓｉｎｂｅｌｔ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｉｓｍｏｄｅｌ，ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ，ｓｕｃｈａｓ，ｔｈｅｅｃｃｅｎｔｒｉｃｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＡＮＣＦｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｆｏｒｓｔｕｄｙｏｎｄｙｎａｍｉｃｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｒｅｓｉｎｂｅｌｔｉｎａｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｅｘｉｂｌｅｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓ；ａｂｓｏｌｕｔｅｎｏｄａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ（ＡＮＣＦ）；ｈｅｒｔｚｃｏｎｔａｃｔｔｈｅｏｒｙ；ｃｏｒｒｕｇａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ；ｅｃｃｅｎｔｒｉｃｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ；ｄｙｎａｍｉｃｓｔｒｅｓｓ在一些如传送机械、太阳能帆板伸展机构、机械臂传统的浮动坐标系法，共旋坐标法或相对节点位移法等系统中，柔性体的变形对系统的动力学行为产生很等，基于绝对节点坐标的单元节点的广义坐标直接采大的影响，传统的多刚体系统动力学理论已经不能满用的是空间坐标及其梯度，因此在解决众多动力学问足人们对设备越来越高的精度要求。此外随着材料技题中具有很大优势。绝对节点坐标法的出现促进了柔术和制造技术的进步，越来越