專利名稱：一種采用機(jī)構(gòu)位移模態(tài)子矩陣法檢測鉸接桿系機(jī)構(gòu)奇異和運(yùn)動分岔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型空間結(jié)構(gòu)一機(jī)構(gòu)的奇異和運(yùn)動分岔的確定方法，屬于新型空間結(jié)構(gòu)工程分析與設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著結(jié)構(gòu)形式的不斷發(fā)展，現(xiàn)代結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了許多可動體系，如張拉整體結(jié)構(gòu)、索穹頂、攀達(dá)穹頂以及可展結(jié)構(gòu)等。這些新體系具有可變的初始形態(tài)，施工成型過程伴隨著區(qū)別于彈性位移的幾何位移，因此常與“機(jī)構(gòu)”聯(lián)系在一起。已有研究發(fā)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動存在奇異和分岔現(xiàn)象，機(jī)構(gòu)在奇異和分岔構(gòu)型處可能出現(xiàn)運(yùn)動“死點(diǎn)”，也可能按照非設(shè)計(jì)運(yùn)動路徑運(yùn)動失去可控性。當(dāng)機(jī)構(gòu)按照非設(shè)計(jì)路徑運(yùn)動時，由于控制與實(shí)際運(yùn)動之間的矛盾，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生較大的附加荷載，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)失穩(wěn)，造成嚴(yán)重后果。因此，對機(jī)構(gòu)奇異和 運(yùn)動分岔的研究具有非常重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用機(jī)構(gòu)位移模態(tài)子矩陣法檢測鉸接桿系機(jī)構(gòu)奇異和運(yùn)動分岔的方法，具有較強(qiáng)的操作性。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
1)、確定鉸接桿系機(jī)構(gòu)的自由節(jié)點(diǎn)中的驅(qū)動節(jié)點(diǎn)和從動節(jié)點(diǎn)，所述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)為與鉸接桿系機(jī)構(gòu)驅(qū)動桿件直接相連的自由節(jié)點(diǎn)，所述從動節(jié)點(diǎn)為除驅(qū)動節(jié)點(diǎn)外的其余自由節(jié)點(diǎn)；
2)、針對鉸接桿系在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的構(gòu)型建立鉸接桿系機(jī)構(gòu)平衡矩陣，所述鉸接桿系機(jī)構(gòu)平衡矩陣為2nXb階矩陣，再由奇異值分解得到整體機(jī)構(gòu)位移模態(tài)矩陣
權(quán)利要求
1.一種采用機(jī)構(gòu)位移模態(tài)子矩陣法檢測鉸接桿系機(jī)構(gòu)奇異和運(yùn)動分岔的方法，其特征在于，它通過考察機(jī)構(gòu)位移模態(tài)子矩陣是否非行滿秩來判定鉸接桿系機(jī)構(gòu)的奇異和運(yùn)動分岔，并包括以下步驟 1)、確定鉸接桿系機(jī)構(gòu)的自由節(jié)點(diǎn)中的驅(qū)動節(jié)點(diǎn)和從動節(jié)點(diǎn)，所述驅(qū)動節(jié)點(diǎn)為與鉸接桿系機(jī)構(gòu)驅(qū)動桿件直接相連的自由節(jié)點(diǎn)，所述從動節(jié)點(diǎn)為除驅(qū)動節(jié)點(diǎn)外的其余自由節(jié)點(diǎn)； 2)、建立鉸接桿系機(jī)構(gòu)平衡矩陣，該矩陣為2nXb階矩陣，對平衡矩陣進(jìn)行奇異值分解得到整體機(jī)構(gòu)位移模態(tài)矩陣
2.如權(quán)利要求I所述的一種采用機(jī)構(gòu)位移模態(tài)子矩陣法檢測鉸接桿系機(jī)構(gòu)奇異和運(yùn)動分岔的方法，其特征在于 設(shè)驅(qū)動節(jié)點(diǎn)對應(yīng)約束力矢量為/，為2ixl階矩陣；從動節(jié)點(diǎn)對應(yīng)約束力矢量為4，為 XI階矩陣，由于約束力屬于內(nèi)力，不做功，可得
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用機(jī)構(gòu)位移模態(tài)子矩陣法檢測鉸接桿系機(jī)構(gòu)奇異和運(yùn)動分岔的方法。它包括以下步驟1)確定鉸接桿系機(jī)構(gòu)的自由節(jié)點(diǎn)中的驅(qū)動節(jié)點(diǎn)和從動節(jié)點(diǎn)；2)針對鉸接桿系在運(yùn)動過程中產(chǎn)生的構(gòu)型建立鉸接桿系機(jī)構(gòu)平衡矩陣，再由奇異值分解得到整體機(jī)構(gòu)位移模態(tài)矩陣3)將整體機(jī)構(gòu)位移模態(tài)矩陣分解為關(guān)于驅(qū)動節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的機(jī)構(gòu)位移模態(tài)矩陣Ua(2l×m)和從動節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的機(jī)構(gòu)位移模態(tài)矩陣Up(2k×m)；4)計(jì)算機(jī)構(gòu)位移模態(tài)子矩陣的奇異值，如其最小奇異值趨于零，則可判定此鉸接桿系機(jī)構(gòu)發(fā)生奇異和運(yùn)動分岔。本發(fā)明所提供的方法具有較強(qiáng)的操作性，為新型空間結(jié)構(gòu)—機(jī)構(gòu)提供了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)的依據(jù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號G06F17/16GK102750261SQ20121017478
公開日2012年10月24日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者周練, 李阿龍, 袁行飛 申請人:浙江大學(xué)