专利名称：一种采用机构位移模态子矩阵法检测铰接杆系机构奇异和运动分岔的方法
技术领域：
本发明涉及新型空间结构一机构的奇异和运动分岔的确定方法，属于新型空间结构工程分析与设计技术领域。
背景技术：
随着结构形式的不断发展，现代结构中出现了许多可动体系，如张拉整体结构、索穹顶、攀达穹顶以及可展结构等。这些新体系具有可变的初始形态，施工成型过程伴随着区别于弹性位移的几何位移，因此常与“机构”联系在一起。已有研究发现机构运动存在奇异和分岔现象，机构在奇异和分岔构型处可能出现运动“死点”，也可能按照非设计运动路径运动失去可控性。当机构按照非设计路径运动时，由于控制与实际运动之间的矛盾，将在系统中产生较大的附加荷载，导致整个结构系统失稳，造成严重后果。因此，对机构奇异和 运动分岔的研究具有非常重要的实际意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用机构位移模态子矩阵法检测铰接杆系机构奇异和运动分岔的方法，具有较强的操作性。为此，本发明采用以下技术方案
1)、确定铰接杆系机构的自由节点中的驱动节点和从动节点，所述驱动节点为与铰接杆系机构驱动杆件直接相连的自由节点，所述从动节点为除驱动节点外的其余自由节点；
2)、针对铰接杆系在运动过程中产生的构型建立铰接杆系机构平衡矩阵，所述铰接杆系机构平衡矩阵为2nXb阶矩阵，再由奇异值分解得到整体机构位移模态矩阵
权利要求
1.一种采用机构位移模态子矩阵法检测铰接杆系机构奇异和运动分岔的方法，其特征在于，它通过考察机构位移模态子矩阵是否非行满秩来判定铰接杆系机构的奇异和运动分岔，并包括以下步骤 1)、确定铰接杆系机构的自由节点中的驱动节点和从动节点，所述驱动节点为与铰接杆系机构驱动杆件直接相连的自由节点，所述从动节点为除驱动节点外的其余自由节点； 2)、建立铰接杆系机构平衡矩阵，该矩阵为2nXb阶矩阵，对平衡矩阵进行奇异值分解得到整体机构位移模态矩阵
2.如权利要求I所述的一种采用机构位移模态子矩阵法检测铰接杆系机构奇异和运动分岔的方法，其特征在于 设驱动节点对应约束力矢量为/，为2ixl阶矩阵；从动节点对应约束力矢量为4，为 XI阶矩阵，由于约束力属于内力，不做功，可得
全文摘要
本发明提供了一种采用机构位移模态子矩阵法检测铰接杆系机构奇异和运动分岔的方法。它包括以下步骤1)确定铰接杆系机构的自由节点中的驱动节点和从动节点；2)针对铰接杆系在运动过程中产生的构型建立铰接杆系机构平衡矩阵，再由奇异值分解得到整体机构位移模态矩阵3)将整体机构位移模态矩阵分解为关于驱动节点对应的机构位移模态矩阵Ua(2l×m)和从动节点对应的机构位移模态矩阵Up(2k×m)；4)计算机构位移模态子矩阵的奇异值，如其最小奇异值趋于零，则可判定此铰接杆系机构发生奇异和运动分岔。本发明所提供的方法具有较强的操作性，为新型空间结构—机构提供了结构设计和施工设计的依据，具有广阔的应用前景。
文档编号G06F17/16GK102750261SQ20121017478
公开日2012年10月24日 申请日期2012年5月28日 优先权日2012年5月28日
发明者周练, 李阿龙, 袁行飞 申请人:浙江大学