El método de Kane para simular y modelar robots con elementos elásticos, utilizando el método de elementos finitos
Autores: Vlase, Sorin; Negrean, Iuliu; Marin, Marin; Nstac, Silviu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
El método de Kane para simular y modelar robots con elementos elásticos, utilizando el método de elementos finitos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Ecuación de Lagrange
Ecuaciones de movimiento de elementos finitos
Análisis elasto-dinámico
Sistema multicuerpo
Ecuaciones de Kane
Análisis de elementos finitos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
La ecuación de Lagrange sigue siendo el método más utilizado por los investigadores para determinar las ecuaciones de movimiento de elementos finitos en el caso del análisis elasto-dinámico de un sistema multicuerpo (MBS). Sin embargo, la aplicación de este método requiere el cálculo de la energía cinética de un elemento y luego una serie de diferenciaciones que implican un gran esfuerzo computacional. La última década ha mostrado un aumento del interés de los investigadores en el estudio de sistemas multicuerpo (MBS) utilizando métodos analíticos alternativos, con el objetivo de simplificar la descripción del modelo y la solución de los sistemas de ecuaciones obtenidas. El método de las ecuaciones de Kane es una posibilidad para lograr esto y, en el artículo, aplicamos este método en el estudio de un MBS aplicando análisis de elementos finitos (FEA). El número de operaciones involucradas es menor que en el caso de las ecuaciones de Lagrange y las ecuaciones de Kane son poco utilizadas previamente en conjunto con el método de elementos finitos (FEM). Los resultados se obtienen independientemente del tipo de elemento finito utilizado. Las funciones de forma determinarán la forma final de los coeficientes de matriz en las ecuaciones. Los resultados se aplican en el caso de un mecanismo plano con dos grados de libertad.
Descripción
La ecuación de Lagrange sigue siendo el método más utilizado por los investigadores para determinar las ecuaciones de movimiento de elementos finitos en el caso del análisis elasto-dinámico de un sistema multicuerpo (MBS). Sin embargo, la aplicación de este método requiere el cálculo de la energía cinética de un elemento y luego una serie de diferenciaciones que implican un gran esfuerzo computacional. La última década ha mostrado un aumento del interés de los investigadores en el estudio de sistemas multicuerpo (MBS) utilizando métodos analíticos alternativos, con el objetivo de simplificar la descripción del modelo y la solución de los sistemas de ecuaciones obtenidas. El método de las ecuaciones de Kane es una posibilidad para lograr esto y, en el artículo, aplicamos este método en el estudio de un MBS aplicando análisis de elementos finitos (FEA). El número de operaciones involucradas es menor que en el caso de las ecuaciones de Lagrange y las ecuaciones de Kane son poco utilizadas previamente en conjunto con el método de elementos finitos (FEM). Los resultados se obtienen independientemente del tipo de elemento finito utilizado. Las funciones de forma determinarán la forma final de los coeficientes de matriz en las ecuaciones. Los resultados se aplican en el caso de un mecanismo plano con dos grados de libertad.