[发明专利]一种线性大刚体位移参量计算方法

权利要求书

1.一种线性大刚体位移参量计算方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

步骤一、信息输入：

将有限元仿真结果引入大刚体位移参量算法，包括待求解结构件上全部节点的初始位置矢量变形位置矢量所述初始位置矢量和变形位置矢量分别用公式表示为：

式中，i为大于1小于n的整数，xo_i,yo_i,zo_i分别为节点i的x，y和z轴初始位置坐标值，xd_i,yd_i,zd_i分别为节点i的x，y和z轴变形位置坐标值；

步骤二、计算变形节点总向量

步骤三、计算系数矩阵A；

步骤四、计算广义刚体位移向量

式中，为12行1列的向量：

其中，u₁,u₂,u₃,u₄,u₅,u₆,u₇,u₈,u₉,u₁₀,u₁₁,u₁₂为12个广义刚体位移值，u₁,u₂,u₃为姿态变换矩阵中x轴方向向量的坐标值，u₄,u₅,u₆为姿态变换矩阵中y轴方向向量的坐标值，u₇,u₈,u₉为姿态变换矩阵中z轴方向向量的坐标值，u₁₀,u₁₁,u₁₂为位置变换向量的坐标值；

步骤五、姿态向量单位化：

其中，为姿态变换矩阵中x轴单位方向向量，为姿态变换矩阵中y轴单位方向向量，为姿态变换矩阵中z轴单位方向向量；

其中，n₁、n₂、n₃、o₁、o₂、o₃以及a₁、a₂、a₃分别为单位化后的x轴、y轴和z轴的矢量坐标；

步骤六、计算刚体位移参量，包括刚体平移矢量和刚体转角矢量

刚体平移矢量

刚体转角矢量

其中，θ₁,θ₂,θ₃分别为绕x轴、y轴和z轴的刚体位移转角，t_x,t_y,t_z分别为沿x轴、y轴和z轴的刚体平移量，并且有：

t_x＝u₁₀,t_y＝u₁₁,t_z＝u₁₂

θ₁＝atan2(n₂,n₁)

θ₂＝atan2(o₃,a₃)

θ₃＝atan2(-n₃,o₃/sinθ₁)。

2.根据权利要求1所述一种线性大刚体位移参量计算方法，其特征在于，所述步骤六所述的刚体位移参量的定义坐标系与变形节点的坐标系相同，刚体转角矢量采用RPY转角序列。