旋量理论及其在理论力学中的应用

旋量理论是为力学量身定制的数学工具,因其力学描述统一性,数学描述一般性和计算“求解过程”程式化,在对“多刚体”动力学问题“建模、分析和求解”时具有独特的优势：一方面借助螺旋量将刚体的平移和转动描述进行统一;另一方面从数学上进行严谨论述的同时引出对应的物理概念,使得数学性质和物理意义能得到相互映照。本文简要阐述了旋量理论目前在国内外力学教学中的研究现状;介绍了旋量的数学定义及其满足的数学运算性质;梳理了理论力学中的四种基本螺旋量,并给出了矢量静力学和动力学“基本定理”的旋量描述。希望通过本文的研究能为我国理论力学教学提供启示。     

MOTION OF A HANGING CHAIN AFTER AN INITIAL HORIZONTAL IMPACT AT THE FREE END

悬链在自由端受到冲击后的瞬态响应,不仅是一个有趣的数学问题,同时也具有一定的工程意义.在拉格朗日动力学微分方程的理论框架下,引入广义冲量并利用第二类拉格朗日方程对悬链在自由端受水平冲击力后的动力学响应进行了分析,得到了计算每节链段角速度的统一公式. 应用该公式能够方便地求解不同初始条件下具有较多链段数目的悬链在冲击作用下的瞬态响应问题.     

一种推导单自由度线性振动系统杜哈梅积分的方法

一种推导单自由度线性振动系统杜哈梅积分的方法陈立群（鞍山钢铁学院，鞍山１１４００２）在机械振动教材中，任意干扰力作用下的单自由度振系受迫振动可用选加原理和单位冲量的响应求得￣［１］，也可用Ｌａｐｌａｃｅ变换法求出￣［２］．前者虽然物理意义明确直观易懂...     

小问题

349.如图所示的细长杆正方形框架,边长为a,各杆的El相同.图1(a)和图1(b)中作用力均沿AC方向,但是作用力方向不同.问两种情况下系统失稳的临界力各是多少?(a)(b)图1统系350.亦笛二奏拉格朗日方程中.当主动力有势且拉氏函数不显含某一广义量守恒的物理意义,坐标时,存在广义动量守恒.关于广义动涌堂本蕊妹平劫时愉素纬的动量守佰竺在系统定轴转动时为系统的动量矩守恒.那么是否存在的动量与动量矩以某种组合方式出现的真正的“广义”小问题@王灿星$浙江大学力学系 @高云峰$清华大学工程力学系…     

一种推导单自由度线性振动系统杜哈梅积分的方法

一种推导单自由度线性振动系统杜哈梅积分的方法陈立群（鞍山钢铁学院，鞍山１１４００２）在机械振动教材中，任意干扰力作用下的单自由度振系受迫振动可用选加原理和单位冲量的响应求得￣［１］，也可用Ｌａｐｌａｃｅ变换法求出￣［２］．前者虽然物理意义明确直观易懂...     

理科数学类《理论力学》教材的改革

理科数学类各专业(包括数学、应用数学和计算数学专业等)按照教育部的教学计划开设《理论力学》课程是十分有必要的.首先,通过学习本课可以使学生深入理解有关力学现象的物理本质,培养从力学、物理等实际问题中归结模型、提炼数学问题的能力.经典的刚体绕固定点转动问题及三体问题曾有力地促进了微分方程、复变函数等数学分支的发展,即使象拓扑、     

用拉格朗日函数分析不同模量静不定桁架内力

在外载荷作用下的不同模量静不定桁架平衡问题,是任意有限多个自变量的多元函数在任意有限多个约束条件下的极值问题,对采用拉格朗日乘数法求解此类极值问题进行了数学证明．通过求解不同模量静不定桁架极限载荷的几个算例,阐述拉格朗日乘数法在计算不同模量静不定桁架极限载荷中的应用．研究结果表明：采用拉格朗日乘数法求解不同模量静不定桁架极限载荷的通用性较强,用拉格朗日乘数法求解不同模量静不定桁架极限载荷的方法不但克服了常规方法需利用几何关系建立协调方程的缺陷,且具有力学概念清晰直观、计算过程简便、便于工程设计人员在实际中掌握和应用．     

把物理思想注入于数学之中—— 以黏性流体力学的Navier-Stokes 方程的求解为例,谈剑桥大学G.K.Batchelor教授的一个学术思想

 本文指出有3条途径可以把物理思想注入于数学之中, 来化解 数学难点从而求解: (1)引入适当的物理模型; (2)引入各种 近似; (3)引入各种变换. 本文还以黏性流体力学为例, 说明近200年来历代 流体力学家是如何运用上述3种办法来求解著名的 描述黏性流体运动的Navier-Stokes方程, 使破解此难题的工作 逐步推向前进并取得各自的成功.     

航天器太阳阵多体展开的动力学分析

本文研究航天器太阳阵多体系统展开过程的动力学问题.文中引入 Denavit-Hartenberg 座标系及齐次座标变换理论对系统进行描述,应用 Kane 动力学方程建立了太阳阵展开和撞击动力学模型,编制了仿真软件 K-DIDAS,并对带大型太阳阵的航天器进行了多体系统展开动力学分析计算,给出了供工程应用的有关数据和参数.     

多层弹性半空间问题解的精确刚度矩阵法

利用二维Fourier积分变换和刚度矩阵法,得到了直角坐标系下多层弹性半空间问题的精确解.在推导的过程中,直接从空间弹性力学的基本方程出发,利用积分变换等数学手段,首先推导出了单层空间弹性问题的刚度矩阵,然后按有限元法组成总体刚度矩阵.通过求解由总体刚度矩阵所构成的代数方程和积分逆变换,就可解出在任意静荷载作用下多层弹性半空间问题的精确解.由于刚度矩阵中不含有正指数项,计算时不会出现溢出现象,从而克服了传递矩阵法的缺点.由于在推导过程中摒弃了应力函数的选择,使得问题的求解更加合理化.最后还给出了计算实例来证明推导结果的准确性.