研究了作大范围运动薄板的耦合动力学建模理论和离散化方法.对作大范围运动的薄板建立了耦合动力学模型,计及了在结构动力学中对薄板动力学特性影响很小的二次耦合变形量.用有限元方法对柔性薄板进行离散,基于Jourdain速度变分原理导出了作大范围运动薄板的动力学方程.计算了作旋转运动的薄板的变形,将仿真结果与不计二次耦合变形量的传统方法进行比较表明,随着转速的提高,仿真结果出现明显的差异.此外,将本文有限元与假设模态法的计算结果进行比较,揭示了高速旋转时假设模态法的局限性,表明取无大范围运动的高阶模态可以提高假设模态法的计算精度.

从连续介质力学理论出发，考虑变形产生的几何非线性效应对运动柔性梁的影响，在柔性梁的纵向、横向变形中考虑横向弯曲和轴向伸缩的耦合作用，增加了耦合变形量，并采用模态假设法对梁进行离散，通过Lagrange方程建立了作大范围平动柔性梁的刚-柔耦合动力学方程。分析了在横向、纵向变形中计及耦合变形对平动柔性梁的大范围运动动力学特性的影响。仿真算例揭示了一次模型和精确耦合模型在不同速度下柔性梁的横向位移响应的差异。因此，在柔性多体系统刚-柔耦合动力学建模中，系统速度较大时，应该考虑非几何变形对大范围运动柔性梁横向和纵向位移的影响。