平面运动刚体的动能基点

平面运动刚体的动能基点刁海林（广西农业大学林学院，南宁５３０００１）平面运动刚体的动能等于随质心Ｃ平动的动能与绕质心ｃ转动的动能的和，即对刚体上任一点Ａ可否使下式成立呢？显然，一般情况（２）式不能成立，下面将证明，对某些特殊的点（２）式成立。使（２）...     

第二类拉格朗日方程在无初速释放动力学问题中的应用

第二类拉格朗日方程在求解复杂动力学问题中有着广泛的应用,其特点是：只要求出系统在一般位置时的动能及相应于各广义坐标的广义力,经过程序化的求导运算就可获得控制系统的动力学方程。正是因为需要对系统的动能进行求导运算,第二类拉格朗日方程不能在系统的特殊位置求写系统的动能,而求写系统在一般位置时的动能很多情况下是一件不容易的事情,这正是应用拉格朗日方程的最大障碍。我们经过理论分析发现对无初速释放动力学问题,第二类拉格朗日方程提供了简便的求解途径。     

THE APPLICATIONS OF LAGRANGE’S EQUATION FOR THE DYNAMIC PROBLEMS OF VELOCITY-FREE RELEASE

第二类拉格朗日方程在求解复杂动力学问题中有着广泛的应用,其特点是：只要求出系统在一般位置时的动能及相应于各广义坐标的广义力,经过程序化的求导运算就可获得控制系统的动力学方程。正是因为需要对系统的动能进行求导运算,第二类拉格朗日方程不能在系统的特殊位置求写系统的动能,而求写系统在一般位置时的动能很多情况下是一件不容易的事情,这正是应用拉格朗日方程的最大障碍。我们经过理论分析发现对无初速释放动力学问题,第二类拉格朗日方程提供了简便的求解途径。     

《小问题》2020-6解答

问题:质量为m的匀质矩形薄板ABCD,边长■且a b,板可绕其位于水平位置的对角线AC轴转动,轴承A、C间的距离近似等于对角线长度。试用刚体定点运动知识:(1)若板以匀角速度ω转动(如图1所示),求板的动能及轴承A和C处的动反力;(2)若板在静止时,AC轴上作用一力偶,力偶矩为M(如图2所示),求初瞬时板的角加速度及轴承A和C处的动反力。     

《小问题》上期解答

《小问题》上期解答答２８７．１．Ｊｃ＝Ｊ０－ｍｌ２＝１２－１６９π２ｍｒ２,本题为单自由度,取广义坐标θ．粗糙时：速度瞬心为Ｐ１,ＪＰ１＝Ｊｃ＋ｍＣＰ１２＝３２－８３πｃｏｓθｍｒ２．动能Ｔ＝１２ＪＰ１θ２＝１２３２－８３πｃｏｓθｍｒ２θ２．图３图...     

耦合俄勒冈振子的正定态,特征值及相内解

本文同了耦合俄勒冈振子下列研究结果：（１）均匀正定态的存在唯一性；（２）耦合振子与单个振子特征值之间的关系；（３）相内解的存在性。     

对饱和多孔介质波动问题中本构关系的探讨

依据连续介质力学的混合物理论，讨论了饱和多孔介质的波动一般方程。其中考虑了质量耦合、初始压力及其浮力效应等。对于澄清这一研究课题中的某些基本概念，以及完善其理论体系具有重要意义。）其中ｖ￣（２）为速度涨落，于是单位体积内流相的动能为：因此将流相动能的涨落Ｋ￣（２）归于自由能更自然些。又因为当：ｖ￣（２＊）≡ｖ￣１时，即Δｖ＝ｖ￣１－ｖ￣２＝０时ｖ￣（２）＝０，此时Ｋ￣（２）＝０而且显然Ｋ￣（２）随着Δｖ·Δｖ的增大而增大，一个简单的近似是令Ｋ￣（２）＝ρ·Δｖ＿ｋ·Δｖ＿ｋ并且是常数。由此可导出表现质量力。由自由能的非负性质知，所以有．由（４．１３ａ）很容易推出质量密度矩阵的对称性和正定性。参考文献     

小问题?

121.将图1所示的图形旋转2π/5后,仍与原图形相重合。试证平面上经过这类图形几何中心O点的任一直线,都是该图形的惯性主轴。122.相同的两均匀直杆用铰链相连,并以一直线形状在光滑水平面上作平动,速度垂直于杆(图2)。现将一杆的中点突然钉住不动。证明碰撞中系统的动能损失为原有动能的七分之四。     

小问题?(37)

121.将图1所示的图形旋转2π/5后,仍与原图形相重合。试证平面上经过这类图形几何中心O点的任一直线,都是该图形的惯性主轴。122.相同的两均匀直杆用铰链相连,并以一直线形状在光滑水平面上作平动,速度垂直于杆(图2)。现将一杆的中点突然钉住不动。证明碰撞中系统的动能损失为原有动能的七分之四。...     

一种新的"弹簧振子-单摆"耦合摆研究

介绍了一种新发现的"弹簧振子-单摆"耦合摆,采用拉格朗日方程推导出了耦合摆的运动微分方程.进一步根据耦合摆的实际参数,利用Matlab软件进行了数值计算,发现耦合摆的弹簧振子振幅与单摆的摆幅此消彼长,系统的能量在两者之间不断交换,呈周期性变化,与实际符合很好.通过作出耦合摆的轨迹图,发现与实际一致.最后,分析了耦合摆实现的条件.     

对饱和多孔介质波动问题中本构关系的探讨

依据连续介质力学的混合物理论，讨论了饱和多孔介质的波动一般方程。其中考虑了质量耦合、初始压力及其浮力效应等。对于澄清这一研究课题中的某些基本概念，以及完善其理论体系具有重要意义。）其中ｖ￣（２）为速度涨落，于是单位体积内流相的动能为：因此将流相动能的涨落Ｋ￣（２）归于自由能更自然些。又因为当：ｖ￣（２＊）≡ｖ￣１时，即Δｖ＝ｖ￣１－ｖ￣２＝０时ｖ￣（２）＝０，此时Ｋ￣（２）＝０而且显然Ｋ￣（２）随着Δｖ·Δｖ的增大而增大，一个简单的近似是令Ｋ￣（２）＝ρ·Δｖ＿ｋ·Δｖ＿ｋ并且是常数。由此可导出表现质量力。由自由能的非负性质知，所以有．由（４．１３ａ）很容易推出质量密度矩阵的对称性和正定性。参考文献     

基于单个压电振子的湍流边界层主动控制

利用安装在壁面上的单个压电振子周期振荡,采用开环主动控制方案,实现了对平板湍流边界层相干结构猝发的主动控制和壁湍流减阻.根据不同的输入电压幅值和频率,完成了10种工况的实验.在压电振子下游2mm处,用热线风速仪和迷你热线单丝探针,精细测量湍流边界层不同法向位置瞬时流向速度信号的时间序列,分析了在Re_?=2183压电振子振动对湍流边界层平均速度剖面、减阻率和相干结构猝发过程的影响.实验结果表明,施加控制的工况使平均速度剖面对数律层上移,产生减阻效果;压电振子振幅越大,减阻率越高,减阻效果越明显;通过对施加控制前后流向瞬时速度的多尺度湍涡结构脉动动能的尺度分析,当压电振子振动频率与壁湍流能量最大尺度的猝发频率相近时,减阻率达到最大,为25%,说明控制壁湍流能量最大尺度相干结构的猝发是实现壁湍流减阻的关键;通过对比相干结构猝发的流向速度分量条件相位平均波形,发现施加控制的工况中相干结构猝发流向速度分量的波形幅值明显降低,且流向速度在扫掠后期高速阶段迅速衰减,缩短了高速流体的下扫过程,说明压电振子的振动能抑制相干结构的高速流体下扫过程,减弱高速流体与壁面的强烈剪切过程,并使近壁区域相干结构的振幅显著减弱,迁移速度加快,从而减小壁面摩擦阻力.      

一种新的``弹簧振子-单摆'耦合摆研究

介绍了一种新发现的``弹簧振子-单摆'耦合摆. 采用拉格朗日方 程推导出了耦合摆的运动微分方程. 进一步根据耦合摆 的实际参数,利用Matlab软件进行了数值计算,发现耦合摆的弹簧振子振幅与单摆的摆幅此 消彼长,系统的能量在两者之间不断交换,呈周期性变化,与实际符合很好. 通过作出耦合 摆的轨迹图,发现与实际一致. 最后,分析了耦合摆实现的条件.     

一类双面冲击振子对称型周期运动的稳定性与分岔

本文研究了一类双面冲击振子对称型周期ｎ－２运动的存在性、稳定性与分岔问题。结果表明该模型存在鞍结分岔、倍化分岔等分岔现象，并且与其它带弹性的双面振子具有不同的特点。     

机抖激光陀螺动力学特性研究

在构建激光陀螺捷联系统时,三个激光陀螺安装在同一个基座上.由于三个陀螺振子都在进行高频角振动,激励基座产生耦合振动,造成陀螺是在振动基座环境下工作,引起激光捷联系统的抖动耦合误差,导致系统导航精度下降.采用有限元方法研究了机抖激光陀螺的动力学特性和振动模态,以及机抖激光陀螺的振子抖动对基座的影响和外界激励条件下陀螺的响应.通过压电陶瓷激励下陀螺的频率响应分析,实现了激光陀螺工作状态下的动力学仿真,可以获得陀螺工作时激光陀螺任意位置的动力学响应信息,从而为激光陀螺和基座的结构设计提供评判依据,也为分析激光捷联系统的抖动耦合误差开辟了新途径.     

随机激励对软弹簧杜芬振子动力学的分散作用

讨论了有界噪声激励对软弹簧杜芬振子的倍周期分岔至混沌运动的影响。利用蒙特卡罗方法,通过对系统受侵蚀安全盆的变化状况进行了观察,并由此对后继动力学分析的初始点进行了选取。系统的相图、倍周期分岔图以及庞加莱映射图等方面的数值结果表明,外加随机激励的作用往往掩盖原确定性系统内在的规则运动,对原确定性系统的运动具有较典型的分散作用,可延缓系统的倍周期分岔,也可使得系统内在随机行为提前发生,即可使得系统更容易出现混沌运动。     

耦合阻尼对非保守耦合振子能量分布与功率流的影响

作为非保守耦合系统统计能量分析的基础,本文研究了耦合阻尼对非保守耦合系统能量分布与功率流的影响.在给出各项有关的损耗因子和耦合损耗因子的定义后,本文从理论上推导了非保守耦合振子间各项功率流与振子平均振动能量之间关系的理论表达式,以及功率平衡方程式和振子能量比的表达式.理论分析和数值计算的结果表明,非保守耦合振子之间的原始功率流和附加功率流以及总功率流不仅取决于两振子的平均振动能量之差,而且取决于振子的平均振动能量之和,总功率流的方向即与两振子能量相对大小有关,也与耦合性质有关;小耦合阻尼是非保守耦合的特例,由此特例不足以得到非保守耦合情况的一般特点。     

一种特殊瞬态动力学现象释疑

引入瞬态平衡点的概念 ,来解释一种简单的摆式减振器模型中的瞬态动力学行为中的一种特殊现象 :即振子从开始小幅振动突然增大最后达到大幅振动 ,而减振摆也从铅垂位置附近的小幅振动过渡到绕悬挂点的圆周运动。分析表明 ,产生此现象的原因是系统瞬时平衡点的剧烈变化     

小问题2020-6

《小问题》栏目欢迎来稿出题(请自拟题目或注明题目来源),题目及解答请寄《力学与实践》编辑部,采用后将致薄酬。 质量为m的匀质矩形薄板ABCD,边长$\overline {AB} =a$,$\overline {BC} =b$,且a>b,板可绕其位于水平位置的对角线AC轴转动,轴承A、C间的距离近似等于对角线长度。试用刚体定点运动知识：(1)若板以匀角速度$\omega$转动(如图1所示),求板的动能及轴承A和C处的动反力;(2)若板在静止时,AC轴上作用一力偶,力偶矩为M(如图2所示),求初瞬时板的角加速度及轴承A和C处的动反力。(供稿：张孝祖,江苏大学)     

力-压电混合弹性超材料梁的带隙调节特性

为实现宽带低频减振,本文将力振子和串联负电容的压电分流振子分别置于基体上下两侧,设计了混合弹性超材料梁。基于传递矩阵法建立了理论模型,用于计算混合弹性超材料梁的频散关系和动态有效参数,通过有限元法进行了验证。分别采用理论方法和数值方法研究了电路元件参数对混合弹性超材料梁的带隙和振动衰减特性的调节机理,通过与单振子超材料的带隙对比,分析了两种振子间的相互影响。结果表明：电路元件参数主要影响压电分流振子产生的带隙的位置、宽度及带隙内的振动衰减程度;两种振子的带隙重叠区域不一定为通带;两种振子会因为负动态有效刚度范围靠近而相互影响。本研究将为此类超材料的设计提供参考依据。