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RibleGEBeams ​

RibleGEBeams 实现了几何精确梁（Geometrically Exact Beams）理论，用于大变形梁结构的精确动力学分析。

概述 ​

几何精确梁理论是一种能够精确描述梁在大变形、大旋转情况下行为的理论框架。该包提供了完整的几何精确梁实现，包括静力学、动力学和控制。

主要特性 ​

  • 几何精确性：精确处理大变形和大旋转

  • 能量守恒：保持系统能量守恒特性

  • 多种材料模型：支持线性和非线性材料

  • 剪切变形：考虑剪切变形效应

理论基础 ​

Reissner-Simo梁理论 ​

基于Reissner-Simo的几何精确梁理论，使用：

  • 中心线位置：描述梁的空间位置

  • 截面旋转：使用旋转张量或四元数描述截面方向

  • 应变度量：轴向应变和曲率

运动学描述 ​

  • 轴向拉伸

  • 剪切变形（两个方向）

  • 扭转

  • 弯曲（两个方向）

应用场景 ​

  • 柔性机器人臂：大变形机械臂动力学

  • 缆索系统：悬索桥、海洋缆索

  • 生物力学：血管、肌腱建模

  • 航空航天：柔性翼、天线

数值方法 ​

  • 空间离散：有限元方法

  • 时间积分：能量守恒积分器

  • 约束处理：拉格朗日乘子法

相关包 ​