有冲力作用时的方程

本文导出了有冲力作用时的Kane方程,并将其应用到碰撞问题中。 Kane方程[1][2]已由文献[3]推广到变质量系统,鉴于Kane方程的优越性,有必要把它应用到碰撞问题中。本文首先是从Kane方程出发建立有冲力作用时的Kane方程,顺便得出Lagrange形式的碰撞方程,并指出它们之间的关系;其次给出有冲力作用时的Kane方程在多刚体系统中的形式和在质心坐标系中的形式;最后指出方程的适用条件,给出算例。     

含有滑动摩擦的两体碰撞中的动能损失

讨论的是一般运动刚体在含有滑动摩擦的情况下的两体碰撞．首先根据欧勒动力 学方程和质心运动定理导出了在碰撞的两个阶段二碰撞点沿公法线和公切线的相对速度的变 化量, 其次利用动量定理导出了系统动能的损失与二碰撞点速度的关系, 最后根据这两个结 论导出了系统动能损失的计算公式, 并给出所得结论成立的条件．     

完整约束多刚体系统碰撞的矩阵解法

引言 本文讨论完整约束下多刚体系统在理论力学概念下的碰撞,碰撞是瞬时的,碰撞前后位置状态不动,仅速度状态发生变化,对完整系统,这一速度状态的变化将由广义速度来表证。 碰撞问题,理论力学书中均有介绍,但大多是质点和简单刚体系统的碰撞。对多自由度完整系统,虽有一些算例,但较讲究技巧而无一般求解途径可遁。为此,本文对Lagrange碰撞方程提出了一般的矩阵求解法,导出了三类碰撞问题矩阵通解,藉此论证了完整多刚体     

摩擦力对两个恢复系数公式等价性条件的影响

文章讨论两个作一般运动的刚体在考虑摩擦力的情况下碰撞(不 受外力作用)．首先由欧勒动力学方程和质心运动定理导出在碰撞的压缩阶段和恢复阶段 二碰撞点沿公法线的相对速度的变化量, 然后给出两个恢复系数公式的等价性条件与刚体 之间摩擦力的关系．     

一般运动刚体的恢复系数公式的适用条件

一般文献中,当用到关于恢复系数的牛顿公式时,都是针对两体碰撞的.该文针对两个受到一定外力作一般运动的刚体之间的碰撞,导出了牛顿恢复系数公式的适用条件.     

多刚体系统运动方程的推导

本文简要论述多刚体系统运动方程各种不同推导方法的利弊,并提出一种新的方法。此法依据Kane伪坐标方程,以刻划系统整体结构的两个矩阵为基础,通过对矩阵求导的方法和一系列矩阵推演,建立系统的动量矩方程组。文末导出了多刚体卫星的姿态方程。     

基于Gauss伪谱法的3D刚体摆姿态最优控制

研究Gauss伪谱法求解3D刚体摆姿态最优控制问题．针对其最优姿态控制问题,既要满足由任意位置运动到平衡位置姿态运动规划问题,又要满足系统含有动力学约束的力学模型问题,提出基于四元数来描述3D刚体摆的数学模型,建立3D刚体摆姿态的动力学和运动学方程,为了解决3D刚体摆在平衡位置处的姿态最优控制问题,设计基于Gauss伪谱算法的最优姿态开环控制器,得到了3D刚体摆的姿态最优控制轨迹,得到满足的可行解,通过仿真实验验证了其开环解在平衡位置的控制姿态最优性．     

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针对充黏性液体的刚体,给出了一种应用Jourdain变分原理推导系统动力学方程的方法.将流体微团上所受的表面力合力视为质点系的主动力,出现在系统内力的虚功率中,代入系统的动力学普遍方程,从而获得充液刚体系统的Newton-Euler方程及腔内液体的Navier-Stokes方程.该方法不仅可以导出充黏性液体系统的动力学方程,还可以退化为充理想液体的系统动力学方程.     

关于刚体系统碰撞问题的动力学普遍定理解法

关于刚体系统碰撞问题的动力学普遍定理解法黎邦隆，黎之奇（湖南大学，长沙４１００８２）（中科院力学所，北京１０００８０）对较复杂的刚体系统的碰撞问题，一般都用冲力情况下的拉格朗日方程解答．因为通常都认为，用动力学普遍定理，就要将系统拆开，于是导致各刚体...     

伪速度下的碰撞方程及其矩阵解法

本文提出伪速度下的碰撞方程,提出它的矩阵解法,讨论了复杂系统的三类碰撞问题,论证了复杂系统的碰撞定律和动能损失的Carnot定理,导出了“当量碰撞质量”的计算公式。     

万有引力场中带挠性板非轴对称航天器的姿态稳定性

本文讨论由非轴对称主刚体和矩形挠性板组成的航天器在万有引力场中的姿态运动。利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法对动力学方程离散化，并利用Ｋｅｌｖｉｎ－Ｔａｉｔ－Ｃｈｅｔａｙｅｖ定理判断航天器在轨道坐标系内相对平衡的稳定性。导出适用于任意阶模态的解析形式稳定性充分条件。     

高斯原理解多刚体动力学问题的GPMB程序

本文介绍了一种用变分原理求解多刚体系统的方法,这种方法不建立动力学方程。而根据高斯原理通过对拘束度求极值得到各刚体加速度和角加速度,然后积分求出速度和位置。这种方法不受任何结构形式限制,能有效地解决闭环和带控制问题。GPMR 程序是根据这种方法编制的求解多刚体系统通用程序,实际应用证明该程序计算结果令人满意。     

刚体碰撞下直杆的塑性屈曲和后屈曲

研究了受刚体轴向碰撞直杆中塑性屈曲变形发展的机理.推导了增量形式的非线性动力方程,并用差分法求解,将特征值分析给出的初始局部屈曲位移作为方程解的初始条件.数值结果说明:随着轴向压缩波的传播,碰撞端附近发生的局部屈曲变形增长和向前传播,由半波形的初始模态发展成后屈曲高阶模态;在后屈曲变形的早期阶段无应变率逆转发生,切线模量理论适用于该阶段弯曲变形的计算.     

多刚体系统动力学的旋量-矩阵方法

本文将经典力学中的旋量概念以矩阵形式表示,用以建立多刚体系统的动力学方程。这种旋量-矩阵方法能保留旋量融矢量与矢量矩于一体的优点,却避免以往对偶数记法的缺点。结合 Roberson/wittenburg的图论工具,旋量-矩阵方法的应用范围可扩大到一般多刚体系统。对于树形系统,利用旋量通路矩阵推导各个由第i铰联结的全部外侧刚体组成的第i子系统的动力学方程,可避免出现铰的约束反力,对于非树系统,则利用回路矩阵导出各子系统动力学方程及运动学相容条件,全部计算过程统一为矩阵运算,以操作机器人作为具体算例。     

非完整树形多刚体系统的动力学方程

本文用Jourdain-Bertrand原理及图论的一些基本概念,导出非完整树形多刚体系统的动力学方程.当约束是完整的,且广义坐标相互独立时,则得到Wittenburg 的动力学方程,最后也由该原理得到Kane 方程. ...     

APPELL方程和TZNOFF方程在一般非完整系统上的推广

本文给出一个适用于任何阶非完整系统的变分原理。Gauss原理可作为推论由之导出。由此原理出发,将Appell方程和Tzènoff方程推广到一般非完整系统,以一个二阶非完整系统为例,说明所得方程的应用。     

直升机旋翼与机身耦合固有频率分析

在分析直升机旋翼挥舞，扭摆，变距运动基础上，应用多体系统动力学建模法建立直升机旋翼与机身耦合的动力学方程。在直升机稳定飞行状态下，对其动力学方程中描述直升机机身刚体运动的参数和旋翼刚体运动的参数进行泰勒展开，做线性化处理，导出直升机旋翼与机身耦合线性化动力学方程，然后计算系统的固有频率。分析计算了一个直升机样机的固有频率，算例表明机身的弹性变形对系统的固有特性有一定的影响。     

关于陀螺近似理论的讨论

本文直接从质点系动量矩定理出发,导出了刚体规则进动动力学方程.在此基础上,讨论了陀螺近似理论公式的适用条件,将原有条件中的质量分布特性由旋转体扩展到一定条件下的非旋转体,将运动特性由高速自转扩展为一定条件下的非高速自转.     

二维带冲波跨音速内流计算的边界积分法

本文根据跨音速小扰动方程对二维、定常、带冲波的跨音速管流分別导出适用于亚音速和超音速区的边界积分方程,并给出解此二类边界积分方程的数值方法,本中提出一种适用于管流计算的冲波装配法,以双曲线喷管为例,按本文方法进行了多种情况的计算,并与文献[1]的解析结果进行了比较,比较结果足令人满意的。     

弹性联系的多刚体系统动力方程

本文使用旋量与图论概念相结合的方法建立弹性联系的树形多刚体系统的普遍动力学方程。此方程也适用于讨论构件之间无刚体位移的弹性结构物的运动。采用旋量的矩阵记法使全部计算过程具有统一的矩阵形式及程式化步骤。以带偏心飞论及太阳翼的弹性结构卫星作为具体算例。弹性联系的多刚体系统是带挠性附件的航天器或考虑弹性变形的机构、机械手及其它工程对象的动力学模型。系统内的主要构件仍作为刚体,结构弹性只由联接铰的弹性变形所体现。近代航天器常带有许多可动部件,考虑联接铰的弹性变形后,系统的自由度变得十分庞大,按传统的拉格朗日方建立动力学方程,其计算过程适于繁琐而难以采用。除以一般多刚体系统为对象的Kane方法及Roberson—Wittenburg方法以外,本文提出将旋量与图论概念相结合的方法应用于弹性联系的树形多刚体系统,建立其普遍动力学方程。以带偏心飞轮及太阳翼的弹性结构卫星作为具体算例,并与Kane方法进行比较。