An Efficient Solution for Multibody Dynamics Composed of Flexible Beams

유연한 보로 구성된 다물체 동역학의 효율적인 해법

To obtain the convenient solution of the multibody dynamic systems composed of flexible beams, linear finite element technique is adopted and the nodal coordinates are interpolated in the global inertia frame. Mass matrix becomes an extremely simple constant matrix and the force vector also becomes extremely simple because Coriolis acceleration and centrifugal force are not required. And the elastic force is also simply computed from the moving frame attached to the material. To solve the global differential algebraic euation. an ODE technique is adopted after Lagrange multiplier is computed by the accelerated iterative technique, and the time demanding procedures such as Newton-Raphson iterations and decomposition of the big matrix are not required. The accuracy of the present solution is checked by a well-known example problem.

본 연구에서는 보의 종방향 강성치를 실제보다 훨씬 작은 횡방향 강성치 수준 으로 낮추어 시간 적분을 수행하는 대신, 종방향에 작용하는 힘을 분산시켜서 계산시 종방향 상대 변형을 억제하는 기법을 사용하였다. 또 여러개의 물체가 조인트에서 서로 연결되어 이루어진 다물체 도역학의 해는 운동 방정식과 기구학적 제한조건을 모 두 만족시켜야 하며, 상미분 방정식 해법용 시간 적분을 바로 적용할 수는 없다. 본 논문에서는 참고문헌(13)과 (14)에 소개된 반복계산법 및 계산가속기법에 의하여 Lag- range multiplier를 운동 방정식에서 소거한 후 시간 적분을 수행하는 방법을 사용한 다.