考试：多体动力学控制拆除技术
高耸烟囱控制爆破拆除施工技术要点分析
高耸烟囱控制爆破拆除施工技术要点分析作者：刘志才来源：《中国新技术新产品》2013年第16期摘要：随着城市建设的发展，越来越多的高耸烟囱等构筑物需要爆破拆除。
本文主要介绍了控制爆破拆除的原理及高耸建（构）筑物定向倒塌、折叠式倒塌和原地坍塌三种拆除方法；并且简要介绍了爆破切口位置、切口长度和切口高度的确定以及定向窗的确定和相应爆破参数的确定，同时阐述了高耸烟囱爆破拆除的安全措施和施工要点。
关键词：高耸构筑物；爆破拆除；控制爆破中图分类号：TU74 文献标识码：A随着我国社会经济的不断发展，城市建设日趋现代化。
城市建设的发展，使越来越多的烟囱类高耸建（构）筑物需要进行爆破拆除。
这些建（构）筑物往往地处环境复杂的地区，大多数位于人口稠密的城镇或者有大量工业设施的工业区。
若用一般的拆除方法拆除高耸烟囱等高耸构筑物，不但耗资巨大，而且施工时间长，难度大，安全隐患多。
目前控制爆炸理论已经日趋完善，利用控制爆破理论实现对高耸烟囱实施爆破拆除的技术也逐渐成熟，这种快速、经济、安全的烟囱爆破拆除技术已变得越来越重要，并且在实际应用中已经充分体现了其优越性。
使烟囱按照预定设想的方向倾倒塌落，并充分提高其安全性、可靠性，不断提高其控制爆破的精度将是今后发展的方向。
1 控制爆破拆除原理及其方法建筑物的破坏是靠炸药爆炸时产生的巨大能量对建筑物做机械功导致的。
目前，控制爆破拆除烟囱的方法主要有以下三种：定向倒塌、折叠式倒塌以及原地坍塌。
在实际应用中要根据高耸烟囱所处的位置环境，地质因素等条件确定采用何种拆除方法。
爆破拆除的原理在于通过爆破手段形成缺口，破坏建筑物的稳定性，在其自重力矩作用下破坏、达到拆除解体目的。
当爆破形成切口后，在爆破切口平面的预留支撑部分形成“塑性铰”，爆破切口以上的筒体倒塌，其过程可由初始失稳、倾倒旋转、运动解体和塌落堆积等四个阶段组成。
当烟囱形成多段切口时，烟囱将发生折叠倾倒运动，可视为“塑性铰”连接的多体的折叠下落。
多体动力学仿真与虚拟机械样机技术
Your site here
UG、Pro/E等大型三维软件的机构模块 UG的Motion模块，Pro/E的Mechanica模块等， 都可以进行一定的多体动力学分析，其分析功能有限 ，不能进行复杂的多体系统分析。优势在具有强大的 三维建模功能。
Your site here
ADAMS专用多体动力学分析软件 ADAMS，即机械系统动力学自动分析 (Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。是目前机 械系统动态仿真分析软件国际市场占有率最大的软件, 现已经并入美国MSC公司。 特点是动力学分析功能强大，有多个专业模块适 合不同行业需求，但三维建模功能较差，可从其它三 位软件导入。
m 10kg, c 0.02Ns2 /m 2 , v0 1000m/s,
运 动 轨 迹 图
0
7.7
0
4.0
Your site here
1.4 多体动力学基础 多体系统是对某类客观事物的高度抽象和概 括，这类系统都据有一个共同的特点，即它们都 是通过特定的关节（铰链）将诸多零（部）件— —即所谓的“体”联接起来的；因此我们把多体 系统定义为以一定的联接方式互相关联起来的多 个物体构成的系统，这些物体可以是刚体也可以 是柔体。如果多体系统中所有的体均为刚体则称 该系统为多刚体系统；如果多体系统含有一个以 上的柔体，则称为柔性多体系统。
启动ADAMS后显示窗口
欢迎对话框
Your site here
挖掘机运动仿真
Your site here
风电发电机设计仿真
多体机械系统的建模、控制与容错
多体机械系统的建模、控制与容错杨浩;张泽君;姜斌【摘要】M ultibody mechanical systems have been a difficult aspect in the control field in recent years . The paper firstly introduces the general structure and characteristics of multibody mechanical systems .Then ,frequently used modeling methods are analyzed andcompared .Advantages and drawbacks of these methods are given afterwards .Moreover ,the paper gives a detailed review of recent results on dif-ferent control schemes and fault-tolerant control methods applied to the multibody mechanical systems . Finally ,some perspectives are provided .%多体机械系统是近年来控制领域研究的难点.本文首先介绍了多体机械系统的结构和基本特性.其次,总结了近年来多体机械系统动力学常用的建模方法,分析了各种建模方案的优缺点.进一步介绍了近年来针对多体机械系统所采用的不同控制方法.最后,列举了容错控制在多体机械系统中的应用,并对多体机械系统控制未来的发展趋势进行了展望.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2017(049)005【总页数】10页(P612-621)【关键词】多体系统;建模理论;控制;容错控制【作者】杨浩;张泽君;姜斌【作者单位】南京航空航天大学自动化学院 ,南京 ,210016;南京航空航天大学自动化学院 ,南京 ,210016;南京航空航天大学自动化学院 ,南京 ,210016【正文语种】中文【中图分类】O313.7随着控制系统规模的日益增大和机器人技术的迅速发展，各类复杂机械系统大规模涌现，如车辆、各类航天器、机械臂、机器人及人体科学等。
汽车系统动力学习题答案
汽车系统动⼒学习题答案1.汽车系统动⼒学发展趋势随着汽车⼯业的飞速发展，⼈们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越⾼的要求，这些要求的实现都与汽车系统动⼒学相关。
汽车系统动⼒学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较⼴，除了影响车辆纵向运动及其⼦系统的动⼒学响应，还有车辆在垂向和横向两个⽅⾯的动⼒学内容，随着多体动⼒学的发展及计算机技术的发展，使汽车系统动⼒学成为汽车CAE技术的重要组成部分，并逐渐朝着与电⼦和液压控制、有限元分析技术集成的⽅向发展，主要有三个⼤的发展⽅向：（1）车辆主动控制车辆控制系统的构成都将包括三⼤组成部分，即控制算法、传感器技术和执⾏机构的开发。
⽽控制系统的关键，控制律则需要控制理论与车辆动⼒学的紧密结合。
（2）多体系统动⼒学多体系统动⼒学的基本⽅法是，⾸先对⼀个由不同质量和⼏何尺⼨组成的系统施加⼀些不同类型的连接元件，从⽽建⽴起⼀个具有合适⾃由度的模型；然后，软件包会⾃动产⽣相应的时域⾮线性⽅程，并在给定的系统输⼊下进⾏求解。
汽车是⼀个⾮常庞⼤的⾮线性系统，其动⼒学的分析研究需要依靠多体动⼒学的辅助。
（3）“⼈—车—路”闭环系统和主观与客观的评价采⽤⼈—车闭环系统是未来汽车系统动⼒学研究的趋势。
作为驾驶者，⼈既起着控制器的作⽤，⼜是汽车系统品质的最终评价者。
假如表达驾驶员驾驶特性的驾驶员模型问题得到解决后，“开环评价”与“闭环评价”的价值差别也许就不存在了。
因此，在⼈—车闭环系统中的驾驶员模型研究，也是今后汽车系统动⼒学研究的难题和挑战之⼀。
除驾驶员模型的不确定因素外，就车辆本⾝的⼀些动⼒学问题也未必能完全通过建模来解决。
⽬前，⼈们对车辆性能的客观测量和主观之间的复杂关系还缺乏了解，⽽车辆的最终⽤户是⼈。
因此，对车辆系统动⼒学研究者⽽⾔，今后⼀个重要的研究领域可能会是对主观评价与客观评价关系的认识2.⽬前汽车系统动⼒学的研究现状汽车系统动⼒学研究内容范围很⼴，包括车辆纵向运动及其⼦系统的动⼒学响应，还有车辆垂向和横向动⼒学内容。
基于虚拟样机技术的曲轴多体动力学仿真
应用 拉 格 朗 日待定 乘 子 法 ， 立 的多 刚体 系统 的 建
动力 学方 程 为
『嚣 一 ］ —＝ ］［ ＿ 箬 ＋ ［ ＋ Ｑ。
，
。
１ 发动机 曲轴 系统 柔性 多体 动力 学 仿真 分 析 方 法
发 动机 曲轴 系统 的主要 组 成 部 件包 括 曲轴 、 杆 、 连 活 塞等 。首 先在 三 维建 模 软 件 Ｓｌ Ｗｏｋ ｏｄ ｒｓ中建立 这 些 ｉ
０ ｇ ｇ ＝０ （ ， ，）
式 中 ： 是 系统能 量 。
＝
÷（ Ｍ ＋ ／） ｇ ） ０ ｖ ｖ ｗ ； ， ＝ 为完整约束方 Ｔ （
程 ； （ ， ｔ ０为 非完 整 约束 方 程 ； ０ ｇ ，）＝ ｇ是广 义 坐标 列 阵； Ｑ广义 力列 阵 ； Ｐ是对 应于 完整 约束 的拉 氏乘 子列 阵 ； 是 对应 于非 完 整 约 束 的拉 氏 乘 子 列 阵 ； 是 质 Ｍ 量 列 阵 ； 是广 义 速 度 列 阵 ； ，是 转 动 惯 量 列 阵 ； 是
拉 角作 为广 义坐标
收稿 日期 ：２ ０ ０ ７—１ —２ 修改稿收到 日期 ：０ ８— １—１ １ ２ ２０ ０ ７ 第一作者 马星国 男 ， 博士 ， 教授 ，９ ３年 ２月生 １６
图 １ 柔性体变形点 ｐ的位置矢量
维普资讯
中图 分 类 号 ：Ｔ ４ ３３ Ｋ ２ ． 文 献 标 识 码 ：Ａ
发动机 中的曲柄 连杆机 构工作 于高温 高压环境 中， 其零 件 承 受 很 大 的 交 变 载 荷 。 曲 轴 作 为 发 动 机 的 主要承 载零 件 ， 力 学 性 能 直 接影 响 着 发 动 机 的可 靠 其 性 和 寿命 Ｊ 目前 国 内外 开展 的关 于 曲轴 受 力 分 析 的 。 研 究方 法 大 多采 用 简 化 的 曲轴 模 型 ， 限于 某 个 时 刻 局 或 者某 几个 时刻 ， 而不是 面 对 整个 工 作 过 程 ， 能全 面 不 准确反 映 曲轴在 实 际工 作 过 程 中 的受 力 状 态 。本文 综 合 采用 虚 拟样 机 技 术 、 性 多 体 动 力 学 理 论 和 有 限元 柔 分 析方 法 对 曲轴 进 行 动态 分 析 ， 加 精 确 地 进 行 了 曲 更 轴 在实 际工 况 下 的实 时 动力 学 响应 分 析 。
多体动力学在机械工程领域的应用
《装备维修技术》2021年第2期—251—多体动力学在机械工程领域的应用曲鹏飞（山东恒邦冶炼股份有限公司，山东 烟台 264100）引言多体系统是大多数机械系统中比较全面、完整抽象、高度概括以及有效描述的一个系统，因此，文章将多体系统作为机械系统中的最佳模型进行分析。
多体动力学是一门涵盖了多门科学的自然科学，其包括了工程力学、计算力学等多门科学，也是机械领域中的一门新兴科学。
在经过多年的发展与扩充中，多体动力学也将计算机技术吸收，并将其应用于实践中。
多体动力学在机械工程中具有较大的影响，并在这一行业中的应用受到越来越多专家与学者的关注。
多体动力学在机械制造、机器臂等多种机械工程领域有重要应用，并取得了一定的成果。
1、构建多体动力学模型的方法多体系统是由多个不同的部件连接而成的机械系统，其机械系统创建主要是为了体现运动状态以及机械功能，其中的各个机械部件会出现用力、位移、速率等多种参数的变化。
在多体动力学模型搭建的过程中，其主要需要建立相应的坐标系、不同部件的模型以及相应定义的约束、力偶等参数。
系统动力学以及运动学是多体动力学的主要研究对象之一，相对于经典力学来说，多体动力学中所涉及的系统都比较复杂，部件之间的自由度各有差异，并且各部位之间的相对位移参数的设定也不同。
因此，在运动微分方程的创立以及求解过程都比较困难，其求解过程还需要依赖于计算机工程计算。
1.1参考框架和坐标系 固定体就是机械运动过程中任意两个部件之间保持距离不变的物体。
选取任一固定体上的一点建立一空间三角坐标系能够将固定体进行固定。
并且该坐标系的原点会选为固定点，次坐标系也就是固定体的连体基，也就是多体动力学中的局部坐标系。
连体基一般被固定在多体系统中的部件中，在系统部件运动的过程中会带动连体基进行运动，但连体基并不会因为固定体的运动而产生状态变化。
所以，当确定连体基的具体位之后，固定体上的任意一点位置也就能够确定。
连体基的参照对象通常为地面坐标系，地面坐标系是一个固定坐标。
机械行业必背知识点汇总
机械行业必背知识点汇总机械行业是一个历史悠久且不断发展的领域，它涉及广泛的技术和知识。
以下是机械行业必背的知识点汇总，这些知识点对于从事机械行业的专业人士来说是基础且重要的：1. 机械原理：- 理解基本的力学原理，包括静力学和动力学。
- 掌握材料力学，了解不同材料的应力-应变关系。
- 学习机械振动的基础知识，包括自由振动和受迫振动。
2. 机械设计：- 熟悉机械零件的设计原则，包括强度、刚度和稳定性。
- 了解常见的机械传动方式，如齿轮传动、皮带传动和链传动。
- 掌握机械零件的失效模式和预防措施。
3. 材料科学：- 了解不同金属材料（如钢、铝、铜）和非金属材料（如塑料、橡胶）的性质和应用。
- 学习材料的热处理过程，包括退火、正火、淬火和回火。
- 掌握材料的腐蚀和防护知识。
4. 制造工艺：- 熟悉各种机械加工技术，如车、铣、磨、钻、刨等。
- 了解数控加工技术及其在现代制造业中的应用。
- 学习铸造、锻造和焊接等金属成形技术。
5. 流体力学：- 掌握流体静力学和动力学的基本原理。
- 学习流体在管道中的流动特性，包括层流和湍流。
- 了解泵、压缩机和风机等流体机械的工作原理。
6. 热力学与传热学：- 理解热力学第一定律和第二定律。
- 学习热传导、对流和辐射的基本原理。
- 掌握换热器的设计和优化。
7. 自动控制理论：- 了解开环和闭环控制系统的基本概念。
- 学习PID控制算法及其在工业自动化中的应用。
- 掌握传感器和执行器的工作原理。
8. 机械系统动力学：- 学习多体动力学和刚体动力学的基本原理。
- 掌握机械系统的稳定性分析和振动控制。
9. 计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）：- 熟练使用CAD软件进行机械设计和建模。
- 了解CAM技术在机械加工中的应用。
10. 质量控制与可靠性工程：- 了解ISO标准和质量管理系统。
- 学习可靠性工程的基本概念，如失效模式和影响分析（FMEA）。
- 掌握统计过程控制（SPC）和六西格玛管理。
多体系统动力学简介20081202
多体系统动力学简介多体系统动力学研究对象——机构工程中的对象是由大量零部件构成的系统。
在对它们进行设计优化与性态分析时可以分成两大类一类为结构——正常工况下构件间没有相对运动（房屋建筑，桥梁等）——关心的是这些结构在受到载荷时的强度、刚度与稳定一类为机构——系统在运动过程中这些部件间存在相对运动（汽车，飞机起落架。
机器人等）——力学模型为多个物体通过运动副连接的系统，称为多体系统多体系统动力学俄研究的对象——机构（复杂机械系统）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变化速度和加速度的关系典型案例：平面和空间机构的运动分析系统各部件间通过运动副与驱动装置连接在一起数学模型：各部件的位置与姿态坐标的非线性代数方程，以及速度与加速度的线性代数方程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典型案例：机车或汽车中安装有大量的弹簧阻尼器，整车设计中必须考虑系统在静止状态下车身的位置与姿态，为平稳性与操纵稳定性的研究打下基础数学模型：非线性微分代数方程组讨论载荷和系统运动的关系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动力学正问题——已知外力求系统运动的问题动力学逆问题——已知系统运动确定运动副的动反力，是系统各部件强度分析的基础动力学正逆混合问题——系统的某部分构件受控，当它们按照某已知规律运动时，讨论在外载荷作用下系统其他构件如何运动数学模型：非线性微分代数方程组机械系统的多体系统力学模型在对复杂机械系统进行运动学与动力学分析前需要建立它的多体系统力学模型。
对系统如下四要素进行定义：•物体•铰链•外力（偶）•力元实际工程中的机械系统多体系统力学模型的定义取决于研究的目的模型定义的要点是以能揭示系统运动学与动力学性态的最简模型为优性态分析的求解规模与力学模型的物体与铰的个数有关物体——定义多体系统中的构件定义为物体多体系统力学模型中物体的定义并不一定与具体工程对象的零部件一一对应。
基于多体动力学的机械传动系统建模与仿真研究
基于多体动力学的机械传动系统建模与仿真研究引言：机械传动系统是工程领域中常见的研究对象，它承担着将动力传递到工作负载的重要任务。
传统的基于静力学的机械传动系统分析方法已经无法满足复杂系统的需求，因此基于多体动力学的建模与仿真研究变得越来越重要。
本文将重点介绍基于多体动力学的机械传动系统建模与仿真的研究进展，并讨论其在实际工程中的应用。
一、多体动力学基础多体动力学是研究物体在空间中运动和相互作用的学科。
在机械工程中，多体动力学方法应用于机械系统的动力学分析。
通过建立机械系统的动力学模型，可以分析和预测系统在不同工况下的动力学行为。
二、机械传动系统建模方法1. 刚体元件建模刚体元件是机械传动系统的基本组成部分，如齿轮、轴等。
在建立机械传动系统的多体动力学模型时，首先需要对这些刚体元件进行建模。
建模方法包括虚质点法、刚体元素法等。
建模时需要考虑物体的质量、惯性矩等参数。
2. 接触问题建模机械传动系统中，元件间的接触问题是一个重要的研究内容。
接触问题的建模方法包括刚体接触和弹性接触两种。
刚体接触建模假设接触面之间无滑动，而弹性接触建模则考虑接触面的弹性变形。
对于刚体接触问题，常用的建模方法有闭合链法和过程方法等。
3. 动力学约束建模机械传动系统中存在各种运动学和动力学约束，这些约束对系统的动力学行为具有重要影响。
建模时需要将这些约束纳入考虑，以得到准确的分析结果。
常用的建模方法包括拉格朗日乘子法和柯氏力法等。
三、机械传动系统仿真技术基于多体动力学的机械传动系统仿真技术包括动力学分析和运动轨迹仿真两个方面。
1. 动力学分析动力学分析通过求解动力学方程，得到系统在不同工况下的运动学和动力学响应。
多体动力学软件（如ADAMS和SIMPACK等）提供了方便的求解方法。
通过动力学分析，可以得到系统的动态特性，如系统的振动模态、动力学力矩等。
2. 运动轨迹仿真运动轨迹仿真是对系统运动过程进行可视化展示，通过仿真结果可以直观地了解系统的运动轨迹和运动特性。
柔性多体动力学建模
柔性多体动力学建模、仿真与控制近二十年来，柔性多体系统多力学（the dynamics of the flexible multibody systems）的研究受到了很大的关注。
多体系统正越来越多地用来作为诸如机器人、机构、链系、缆系、空间结构和生物动力学系统等实际系统的模型。
huston认为：“多体动力学是目前应用力学方面最活跃的领域之一，如同任何发展中的领域一样，多体动力学正在扩展到许多子领域。
最活跃的一些子领域是：模拟、控制方程的表述法、计算机计算方法、图解表示法以及实际应用。
这些领域里的每一个都充满着研究机遇。
”多柔体系统动力学近年来快速发展的主要推动力是传统的机械、车辆、军械、机器人、航空以及航天工业现代化和高速化。
传统的机械装置通常比较粗重，且*作速度较慢，因此可以视为由刚体组成的系统。
而新一代的高速、轻型机械装置，要在负载/自重比很大，*作速度较高的情况下实现准确的定位和运动，这是其部件的变形，特别是变形的动力学效应就不能不加以考虑了。
在学术和理论上也很有意义。
关于多柔体动力学方面已有不少优秀的综述性文章。
在多体系统动力学系统中，刚体部分：无论是建模、数值计算、模拟前人都已做得相当完善，并已形成了相应的软件。
但对柔性多体系统的研究才开始不久，并且柔性体完全不同于刚性体，出现了很多多刚体动力学中不呈遇到的问题，如：复杂多体系统动力学建模方法的研究，复杂多体系统动力学建模程式化与计算效率的研究，大变形及大晃动的复杂多体系统动力学研究，方程求解的stiff数值稳定性的研究，刚柔耦合高度非线性问题的研究，刚-弹-液-控制组合的复杂多体系统的运动稳定性理论研究，变拓扑结构的多体系统动力学与控，复杂多体系统动力学中的离散化与控制中的模态阶段的研究等等。
柔性多体动力学而且柔性多体动力学的发展又是与当代计算机和计算技术的蓬勃发展密切相关的，高性能的计算机使复杂多体动力学的仿真成为可能，特别是计算机的功能今后将有更大的发展，柔性多体必须抓住这个机遇，加强多体动力学的算法研究和软件发展，不然就不是现代力学，就不是现代化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
考试：多体动力学控制拆除技术
试卷年份：2015年题量：10题答题时间：分钟总分：100分合格线：分
1
【单选 】 计算构件运动和破坏所产生的个别飞石范围，在计算结构倒塌爆堆范围范围时，
需要外堆的距离范围是（ ）。
A. 10-20m
B. 10-15m
C. 1-5m
D. 5-10m
正确答案： D
2
【单选 】 为防止切口支撑部后剪下坐，120m高烟囱切口高度适宜范围是（ ）。
A. 1.5-2.0m
B. 2.0m-2.5m
C. 2.5m-3.0m
D. 3.0m-3.5m
正确答案： A
3
【单选 】 爆堆内多体相互之间及其与地面的连系关系，称为（ ）。
A. 堆积
B. 散落
C. 翻倒
D. 切口
正确答案： A
4
【多选 】 烟囱倾倒方向多由倒塌场地的方向决定。那么倒塌前方或后方发生限制时，可采
用的爆破拆除方法有哪些。（ ）
A. 同向折叠倾倒
B. 异向折叠倾倒
C. 单向折叠倾倒
D. 双向折叠倾倒
正确答案： A D
5
【多选 】 下列属于堆积的是（ ）。
A. 整体翻倒堆积
B. 跨间下塌堆积
C. 层间侧移堆积
D. 散体堆积
正确答案： A B C D
6
【多选 】 从后坐形成的机理，可以将后坐分为哪几类。（ ）
A. 机构前坐
B. 机构后坐
C. 柱根后滑
D. 支撑后倒
正确答案： B C D
7
【 判断 】 砖烟囱的高度多在50m以下。（ ）
A. 正确
B. 错误
正确答案： 错误
8
【 判断 】 剪力墙和剪框结构楼房，当采用双切口同向倾倒时，上切口的高度一般在3层
以下，比下切口小。（ ）
A. 正确
B. 错误
正确答案： 正确
9
【 判断 】 双切口同向倾倒拆除楼房，都是下切口先闭合形成有根组合单体。（ ）
A. 正确
B. 错误
正确答案： 错误
10
【 判断 】 当楼房整体翻倒动能大于阻止翻倒的势能增量和翻滚阻力后，楼房可以翻倒，
为楼房翻倒的动力学条件。（ ）
A. 正确
B. 错误
正确答案： 正确