A projective criterion to the coordinate partitioning method for multibody dynamics

Abstract

The paper discusses some developments in the coordinate partitioning method for the dynamic analysis of constrained/closed-loop multibody systems. First, the method is reformulated to a more compact form. Then, a simple and reliable projective criterion for choosing the best coordinates from the redundant ones is proposed, and some advantages are pointed out that may arise in the method by applying inverse kinematics algorithms. Finally, the problem of determination ofphysical reactions of constraints and closing conditions is discussed. A four-bar linkage mechanism serves for an illustration of some aspects of the paper.

Bei der Simulation der Bewegunsgleichungen von Mehrkörpersystemen mit kinematischen Schleifen in Minimalform stellt sich die Frage nach der Wahl günstiger verallgemeinerter Koordinaten. Hierfür wird ein Projektionskriterium vorgeschlagen, welches die Trennung der systembeschreibenden redundanten Koordinaten in die verallgemeinerten und davon abhängige Koordinaten gestattet. Durch Anwendung eines Verfahrens zur Rückwärtstransformation der kinematischen Beschreibung lassen sich in diesen explizite Schließbedingungen formulieren, was sich bei der Simulation vorteilhaft auswirkt; diese kann ohne Verletzung der Schließbedingungen erfolgen. Es wird auch gezeigt, wie auch bei Verwendung verallgemeinerter Koordinatenphysikalisch interpretierbare Reaktionen ermittelt werden können. Als Anwendungsbeispiel dient ein ebenes Viergelenk.