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本文主要讨论完整约束与非完整约束对力学系统的限制条件.在分析力学中首先遇到的重要概念是约束.约束应定义为:"在非自由系统中,那些预先加定的,与初始条件及受力条件无关的,限制系统位置或速度的运动学条件".约束可分为完整与非完整约束.在一般理论力学与分析力学教材上,通常以约束方程可能表达的函数形式来定义这两类约束. 相似文献
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力学系统的自由度定义源自描述系统位形的独立坐标数.在分析力学发展过程中,人们通过对非完整约束的研究,将其拓展为独立的坐标变分数.本文指出,对于含非完整约束的力学系统,该定义存在不妥之处,给出的自由度会过度限制系统的力学行为.文中研究力学系统在状态空间中的可达流形,指出可达流形维数与描述系统动力学的一阶常微分方程组的最少未知函数个数一致,例如Gibbs-Appell方程与广义速度方程联立的未知函数个数,进而将可达流形维数的一半定义为系统自由度.通过含黏弹性支承的振动系统、在倾斜平面上运动的冰橇等案例,讨论了单个非完整约束导致的半自由度概念,指出其力学意义和与相邻整数自由度的关系.此外,文中还给出两个非完整约束导致系统减少一个自由度的案例,讨论了系统的切丛和余切丛维数. 相似文献
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力学系统的自由度定义源自描述系统位形的独立坐标数.在分析力学发展过程中,人们通过对非完整约束的研究,将其拓展为独立的坐标 变分数.本文指出,对于含非完整约束的力学系统,该定义存在不妥之处,给出的自由度会过度限制系统的力学行为.文中研究力学系统在状态空间中的可达流形,指出可达流形维数与描述系统动力学的一阶常微分方程组的最少未知函数个数一致,例如Gibbs-Appell方程与广义速度方程联立的未知函数个数,进而将可达流形维数的一半定义为系统自由度.通过含黏弹性支承的振动系统、在倾斜平面上运动的冰橇等案例,讨论了单个非完整约束导致的半自由度概念,指出其力学意义和与相邻整数自由度的关系.此外,文中还给出两个非完整约束导致系统减少一个自由度的案例,讨论了系统的切丛和余切丛维数. 相似文献
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MEI Fengxiang 《力学与实践》1979,42(2):209
理论力学中动力学普遍方程,在分析力学中称为d'Alembert--Lagrange原理。动力学普遍方程之普遍在于,由它不仅可导出动力学普遍定理,可导出完整约束系统和非完整约束系统的运动微分方程,还可导出积分变分原理。 相似文献
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理论力学中动力学普遍方程,在分析力学中称为d’Alembert–Lagrange原理。动力学普遍方程之普遍在于,由它不仅可导出动力学普遍定理,可导出完整约束系统和非完整约束系统的运动微分方程,还可导出积分变分原理。 相似文献
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非完整约束系统几何动力学研究进展:Lagrange理论及其它 总被引：1，自引：1，他引：0
近10年来, 非完整力学的发展主要集中在两个相互关联的方向上, 一个是非完整运动规划, 另一个则是非完整约束系统的几何动力学, 这两个研究方向都充分地利用了现代几何学, 如纤维丛理论、辛流形和Poisson流形结构等等.本文主要综述非完整约束系统几何动力学的外附型和内禀型Lagrange理论, 包括非定常力学系统所需要的射丛几何学的基本概念、射丛按约束的直和分解、约束流形上的水平分布、D'Alembert-Lagrange方程与Chaplygin方程的整体描述、以及Riemann-Cartan流形上的非完整力学, 文中对Chetaev条件和d-δ交换关系的几何意义作了深入讨论.除此之外, 简要评述非完整力学的Hamilton理论与赝Poisson结构、Noether对称性和Lie对称性、动量映射与对称约化、Vakonomic动力学等几个非常重要专题的研究进展. 相似文献
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线性微分约束，也称Pfafi约束是工程领域中常见的一种微分约束，其可积性是判断该约束是否为完整约束的准则.许多分析力学教材和研究非完整系统的教材都给出了Pfafi约束可积的充要条件但并未证明.本文给出了Pfafi约束可积的充要条件的简捷证明方法，仅采用高等数学中所授场论部分的基本内容，供分析力学课程教学的教师和学习相关课程的学生参考. 相似文献
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对于完整力学系统,若选取的参数不是完全独立的,则称为有多余坐标的完整系统. 由于完整力学系统的第二类Lagrange 方程中没有约束力,故为研究完整力学系统的约束力,需采用有多余坐标的带乘子的Lagrange方程或第一类Lagrange 方程. 一些动力学问题要求约束力不能为零,而另一些问题要求约束力很小. 如果约束力为零,则称为系统的自由运动问题. 本文提出并研究了有多余坐标完整系统的自由运动问题. 为研究系统的自由运动,首先,由d'Alembert-Lagrange 原理, 利用Lagrange 乘子法建立有多余坐标完整系统的运动微分方程;其次,由多余坐标完整系统的运动方程和约束方程建立乘子满足的代数方程并得到约束力的表达式;最后,由约束系统自由运动的定义,令所有乘子为零,得到系统实现自由运动的条件. 这些条件的个数等于约束方程的个数,它们依赖于系统的动能、广义力和约束方程,给出其中任意两个条件,均可以得到实现自由运动时对另一个条件的限制. 即当给定动能和约束方程,这些条件会给出实现自由运动时广义力之间的关系. 当给定动能和广义力,这些条件会给出实现自由运动时对约束方程的限制. 当给定广义力和约束方程,这些条件会给出实现自由运动时对动能的限制. 文末,举例并说明方法和结果的应用. 相似文献
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从Chetaev定义看d-δ运算的交换性 总被引：1，自引：0，他引：1
从完整约束和非完整约束定义出发,首先定义了完整变分和非完整变分.然后通过对Chetaev定义的分析,进一步讨论了d-δ运算的交换性. 相似文献
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非完整系统力学的历史与现状 总被引：4，自引：1，他引：4
非完整系统力学是分析力学中的一个重要分支。"非完整"一词的法文是"non holonome",在我国也有人译为"不完整"、"非全定"。1788年法国学者Lagrange发表了名著《Mécanique Analytique》(分析力学),从而奠定了分析力学的基础。但在Lagrange时代,还不知道有独立坐标数目与坐标的独立变分数目不相同的系统--非完整约束系统的存在。直到1894年,德国学者Hertz... 相似文献
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北京工业学院出版社出版的《非完整系统力学基础》(梅凤翔著)是一本系统的阐述分析力学的分支--非完整约束系统力学的好教材,读了这本书,受益不浅。一、是国内第一部《非完整系统力学》的教材。1788年拉格朗日发表了名著《分析力学》,从虚位移原理出发,用纯粹的数学分析方法处理力学问题,从... 相似文献
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<正> 在非完整系统力学中,因为有不可积约束,因而产生了d-δ运算是否可交换的争论.历史上以Holder为代表的一方认为,无论系统是否完整对所有坐标都成立d-δ运算可交换性.而以Суслов为代表的另一 相似文献
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非完整系统力学方法的一种探讨陈振和（南京航务工程专科学校，南京２１００１８）本文将牛顿方程投影到各阶约束空间的自然基上，得到几个分析力学的主要方程．随后证明约束反力与自然基垂直，因此相应的力学方程可不考虑这反力的作用．本文的方法与万有ｄ＇Ａｌｅｍｂｅ... 相似文献
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非完整系统力学方法的一种探讨陈振和（南京航务工程专科学校，南京２１００１８）本文将牛顿方程投影到各阶约束空间的自然基上，得到几个分析力学的主要方程．随后证明约束反力与自然基垂直，因此相应的力学方程可不考虑这反力的作用．本文的方法与万有ｄ＇Ａｌｅｍｂｅ... 相似文献
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在一阶非线性非完整力学系统中,Appell-定义是十分重要并被广泛应用的.但是,对于这个基本的定义存在的前提及其本身的含义,并未取得明确一致的认识,还有不同的看法和争论.本文针对这方面的问题,讨论了一阶非线性非完整约束加在虚位移上的条件及其线性化的两种方法在一定条件下的联系,并从较直观的 V(?)lcovici 方法引出了 Appell- 相似文献
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在一阶非线性非完整力学系统中,Appell-定义是十分重要并被广泛应用的.但是,对于这个基本的定义存在的前提及其本身的含义,并未取得明确一致的认识,还有不同的看法和争论.本文针对这方面的问题,讨论了一阶非线性非完整约束加在虚位移上的条件及其线性化的两种方法在一定条件下的联系,并从较直观的 V(?)lcovici 方法引出了 Appell-... 相似文献
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从Chetaev定义看d—hδ运算的交换性 总被引：1，自引：0，他引：1
从完整约束和非完整约束定义出发，首先定义了完整变分和非完整变分，然后通过对Ｃｈｅｔａｅｖ定义的分析，进一步讨论了ｄ－δ运算的交换性。 相似文献
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虚位移、广义坐标、变分等概念在力学中的重要性是无须多讲的。由于学生在学习这些概念时的困难较大,所以有必要进一步研究这些概念的讲授方法。一、讲授虚位移等概念存在的问题1.关于虚位移的定义在理论力学教学中,常将虚位移定义为为约束所容许的任何无限小位移。这个定义有不足之处: (1) 定义中的"为约束昕容许"的含意很难直接被 ... 相似文献
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虚位移、广义坐标、变分等概念在力学中的重要性是无须多讲的。由于学生在学习这些概念时的困难较大,所以有必要进一步研究这些概念的讲授方法。一、讲授虚位移等概念存在的问题1.关于虚位移的定义在理论力学教学中,常将虚位移定义为为约束所容许的任何无限小位移。这个定义有不足之处: (1) 定义中的“为约束昕容许”的含意很难直接被 相似文献