引言

    近二十年來，柔性多體系統(tǒng)多力學(xué)（the dynamics of the flexible multibody systems）的研究受到了很大的關(guān)注。多體系統(tǒng)正越來越多地用來作為諸如機(jī)器人、機(jī)構(gòu)、鏈系、纜系、空間結(jié)構(gòu)和生物動力學(xué)系統(tǒng)等實際系統(tǒng)的模型。Huston認(rèn)為：“多體動力學(xué)是目前應(yīng)用力學(xué)方面最活躍的領(lǐng)域之一，如同任何發(fā)展中的領(lǐng)域一樣，多體動力學(xué)正在擴(kuò)展到許多子領(lǐng)域。最活躍的一些子領(lǐng)域是：模擬、控制方程的表述法、計算機(jī)計算方法、圖解表示法以及實際應(yīng)用。這些領(lǐng)域里的每一個都充滿著研究機(jī)遇。” 多柔體系統(tǒng)動力學(xué)近年來快速發(fā)展的主要推動力是傳統(tǒng)的機(jī)械、車輛、軍械、機(jī)器人、航空以及航天工業(yè)現(xiàn)代化和高速化。傳統(tǒng)的機(jī)械裝置通常比較粗重，且*作速度較慢，因此可以視為由剛體組成的系統(tǒng)。而新一代的高速、輕型機(jī)械裝置，要在負(fù)載/自重比很大，*作速度較高的情況下實現(xiàn)準(zhǔn)確的定位和運動，這是其部件的變形，特別是變形的動力學(xué)效應(yīng)就不能不加以考慮了。在學(xué)術(shù)和理論上也很有意義。關(guān)于多柔體動力學(xué)方面已有不少優(yōu)秀的綜述性文章。

    在多體系統(tǒng)動力學(xué)系統(tǒng)中，剛體部分：無論是建模、數(shù)值計算、模擬前人都已做得相當(dāng)完善，并已形成了相應(yīng)的軟件。但對柔性多體系統(tǒng)的研究才開始不久，并且柔性體完全不同于剛性體，出現(xiàn)了很多多剛體動力學(xué)中不呈遇到的問題，如：復(fù)雜多體系統(tǒng)動力學(xué)建模方法的研究，復(fù)雜多體系統(tǒng)動力學(xué)建模程式化與計算效率的研究，大變形及大晃動的復(fù)雜多體系統(tǒng)動力學(xué)研究，方程求解的Stiff數(shù)值穩(wěn)定性的研究，剛?cè)狁詈细叨确蔷€性問題的研究，剛-彈-液-控制組合的復(fù)雜多體系統(tǒng)的運動穩(wěn)定性理論研究，變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的多體系統(tǒng)動力學(xué)與控，復(fù)雜多體系統(tǒng)動力學(xué)中的離散化與控制中的模態(tài)階段的研究等等。柔性多體動力學(xué)而且柔性多體動力學(xué)的發(fā)展又是與當(dāng)代計算機(jī)和計算技術(shù)的蓬勃發(fā)展密切相關(guān)的，高性能的計算機(jī)使復(fù)雜多體動力學(xué)的仿真成為可能，特別是計算機(jī)的功能今后將有更大的發(fā)展，柔性多體必須抓住這個機(jī)遇，加強多體動力學(xué)的算法研究和軟件發(fā)展，不然就不是現(xiàn)代力學(xué)，就不是現(xiàn)代化。

    柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)時多剛體動力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、計算力學(xué)、現(xiàn)代控制理論等構(gòu)成的一門交叉性、邊緣性學(xué)科，這門學(xué)科之所以能建立和迅速發(fā)展是與當(dāng)代計算機(jī)技術(shù)的爆炸式發(fā)展分不開的。由于近20年來衛(wèi)星及航天器飛行穩(wěn)定性、太陽帆板展開、姿態(tài)控制、交會對接的需求和失敗的教訓(xùn)以及巨型空間站的構(gòu)建；高速、輕型地面車輛、機(jī)器人、精密機(jī)床等復(fù)雜機(jī)械的高性能、高精度的設(shè)計要求等，柔性多體系統(tǒng)動力學(xué)引起了廣泛的興趣，已成為理論和應(yīng)用力學(xué)的一個極其活躍的領(lǐng)域。