再谈无人自行车的自稳定性

本文讨论无人自行车稳定行驶的实现可能性,对前叉受控的自行车数学模型做稳定性分析。分析表明,要保证自行车直立行驶的渐近稳定性,控制系统必须考虑前叉转轴的阻尼因素,且控制规律必须计入车体侧向倾斜的角速度信息。     

自稳定的无人自行车

叙述对自行车稳定性的各种理论的发展过程. 对一种特殊设计的所谓科伊曼自行车无人驾驶也能自行稳定的现象给出理论解释.     

关于自行车的稳定性

叙述自行车稳定性传统理论受到质疑和新理论提出的过程. 解释影响自行车稳定性的离心力效应、陀螺效应, 和新提出的脚轮效应的力学原理.     

趣谈自行车运动

叙述自行车运动的发展简史,以及对自行车行驶稳定性的力学解释.     

自行车的学问

概略介绍了关于自行车文献研究的过程以及各种研究的结果.     

无踏板的跑步自行车

 叙述新出现的靠驾车人跑步驱动的无踏板Fliz 自行车及其力学原理.     

人车系统的稳定性问题

作为有趣的经典力学问题,关于脚踏车动力学的研究可以追溯到1898年的Whipple和1900年的Carvallo。但是正如Grammel的著名陀螺力学著作中所指出,由于几乎所有的研究者都将驾车人作为固定于车座的刚体,忽略了人的主观意志作用,因此所得结论与实际出入甚大。例如车速低于12或高于20(公里/小时)将导致不稳定的结论就明显不合理,因     

巷道围岩稳定性的判据及岩石分类

本文通过套筒致裂法测试巷道围岩应力及力学性质,并以此进行围岩稳定性分析和分类;提出了巷道围岩稳定性判据以及巷道围岩分类的原则;介绍了本稳定性分析方法在若干煤矿巷道围岩及立井井壁应力测试地点的应用。     

自行车动力学建模及稳定性分析研究综述

自行车发明于两个多世纪前. 这一看似古老的交通工具在为人们提供出行便利的同时,其独特的运动特性及动力学性质 也吸引了来自数学、物理及力学等多个学科相关学者的兴趣. 大体上,自行车可以描述为具有 7 个自由度和 4 个非完整约束的多刚体系统. 但由于前后车轮之间复杂的运动耦合关系,使得自行车的约束方程和动力学模型变得异常复杂, 导致对自行车的稳定性存在一些模糊认识. 本文针对经典的 Carvallo-Whipple 自行车构型,系统回顾了历史上自行车动力学研究中的相关问题,这些问题包括:(1) 自行车在复杂曲面上的几何约束和非完整约束的数学描述;(2) 自行车系统内在的对称性及守恒量; (3) 自行车动力学的各类建模方法; (4) 自行车运动的相对平衡点及稳定性分析,包括水平面上的匀速直线运动及旋转对称曲面上的匀速圆周运动;(5) 影响自行车自稳定性的结构参数等. 本文最后对自行车动力学实验和控制方面的研究工作进行了回顾,并对自行车今后的研究给出了展望.      

金属切屑塑性流动的稳定性

对金属正交切削过程中切屑形成机制和材料塑性流动行为进行实验研究和理论分析. 通过对4 种常用金属材料正交切削过程的实验研究和切屑形貌的微观观察,确定了连续切屑转变成锯齿切屑的临界速度. 结果表明该临界速度与材料性能相关. 在实验观察基础上,提出描述材料正交切削过程的二维分析模型. 该模型假设切屑形成区为包括主剪切区和次剪切区的一个平行四边形. 载荷有主剪切区中的剪应力和次剪切区中的正压力;通过量纲分析得到描述材料正交切削过程的无量纲主控参数和无量纲形式的基本控制方程;应用线性稳定性分析方法建立平面应变状态下评价材料塑性流动稳定性的普遍准则;求得切屑形成区内材料塑性变形的速度和应力近似解. 讨论切屑形成、形貌转变以及相关的塑性失稳机制. 分析结果表明, 表征材料惯性与阻尼之比的无量纲参数— 雷诺数可以作为主控参数描述金属切削过程以及切屑材料塑性流动的稳定性.      

再论柔性回填材料的回填厚度

随着科学技术的发展,人们目标是构筑能够承受更高冲击荷载的地下工程。当前所采用的措施之一,是用一种柔性材料回填在毛洞与衬砌之间,形成一种刚柔结合的地下工程结构体系。利用柔性材料可大量吸收冲击震动能量的特性,将地下工程构成高抗力结构体系。主要论述了柔性回填材料在高抗力地下工程中的作用;同时利用能量原理导出了在强冲击条件下回填材料理想厚度的计算方法。试验证明．本文的方法,计算值与试验值吻合很好．可以推广应用     

REVIEW OF DYNAMIC MODELING AND STABILITY ANALYSIS OF A BICYCLE$^{\bf 1)}$

自行车发明于两个多世纪前. 这一看似古老的交通工具在为人们提供出行便利的同时,其独特的运动特性及动力学性质 也吸引了来自数学、物理及力学等多个学科相关学者的兴趣. 大体上,自行车可以描述为具有 7 个自由度和 4 个非完整约束的多刚体系统. 但由于前后车轮之间复杂的运动耦合关系,使得自行车的约束方程和动力学模型变得异常复杂, 导致对自行车的稳定性存在一些模糊认识. 本文针对经典的 Carvallo-Whipple 自行车构型,系统回顾了历史上自行车动力学研究中的相关问题,这些问题包括：(1) 自行车在复杂曲面上的几何约束和非完整约束的数学描述;(2) 自行车系统内在的对称性及守恒量; (3) 自行车动力学的各类建模方法; (4) 自行车运动的相对平衡点及稳定性分析,包括水平面上的匀速直线运动及旋转对称曲面上的匀速圆周运动;(5) 影响自行车自稳定性的结构参数等. 本文最后对自行车动力学实验和控制方面的研究工作进行了回顾,并对自行车今后的研究给出了展望.     

自行车上台阶的碰撞模型分析

自行车前车轮与台阶发生斜碰撞以后可能落上台阶,也可能弹回地面,后者容易引发侧翻或倾倒的事故。本文将建立一个基于恢复系数的通用薄车轮台阶碰撞模型,并通过一个实际案例代入具体参数数值,得出此案例下车轮速度大小与速度方向的安全可行域,并讨论台阶高度对可行域的影响。     

THE COLLISION MODEL OF THE BICYCLE ROLLING UP A STEP

自行车前车轮与台阶发生斜碰撞以后可能落上台阶,也可能弹回地面,后者容易引发侧翻或倾倒的事故。本文将建立一个基于恢复系数的通用薄车轮台阶碰撞模型,并通过一个实际案例代入具体参数数值,得出此案例下车轮速度大小与速度方向的安全可行域,并讨论台阶高度对可行域的影响。     

STABILITY OF CIRCULAR RING OF CIRCULAR CROSS-SECTION UNDER UNIFORMLY DISTRIBUTED TORSION 1)

圆环在均布扭力矩作用下的变形特殊且容易发生跳跃,不考虑稳定性而得到的一些结论将可能不存在。本文利用最小势能原理导出圆截面圆环在均布扭力矩作用下的平衡路径,并根据系统稳定性的能量判据,对圆环的平衡稳定性、变形与运动过程进行分析,最后得到稳定平衡状态下圆环横截面上的内力最大值。     

内压载荷作用下薄膜椭球的稳定性分析

超弹性橄榄状和南瓜状薄膜椭球在内压载荷作用下存在不同的分岔形式.对橄榄状薄膜椭球来说,细长比大于某一临界值时,在一定内压作用下会发生梨形分岔;小于该临界值时,薄膜椭球的分岔行为与圆管的局部起鼓现象相类似.对南瓜状薄膜椭球,无论圆扁,当内压达到某载荷值时都会发生梨形分岔.本文采用能量判据,分析了在压强控制和质量控制两种加载方式作用下,不同形状的薄膜椭球的均匀解及分岔解的稳定性.通过计算要考察的平衡状态及施加小扰动之后状态的能量差来判断当前状态是否稳定,结果表明,在压强控制下,P-V曲线下降段的均匀解和分岔解均为不稳定解.但在质量控制下,在P-V曲线下降段中只有均匀解出现时,均匀解为稳定解;而在均匀解和分岔解共存的区间内,均匀解为不稳定解,分岔解为稳定解.另外,P-V曲线两个上升段的均匀解则均为稳定解.     

流体界面稳定性的线化分析及其对界面实际稳定性的预报

本文用边界积分方法导出了多孔介质中流体界面的发展方程,用线化方法导出了界面的稳定性准则,并通过数值实验研究了线化结果对界面实际稳定性的可预报性。     

旋转薄壳稳定性的数值分析

用数值方法求解旋转薄壳稳定性问题的主要困难在于:对任意应力状态下的旋转壳进行稳定性分析,各谐波间彼此耦合,致使方程推导的复杂性和计算量都增大,本文采用[3]所提供的单元及经典的能量判据,在最一般的提法下构造了有限元列式,详细讨论了耦合情况,利用本文方案编制程序并进行了许多算例分析,结果令人满意。同时表明在某些情况下边界条件对临界载荷的影响很大,这可以部分地解释古典稳定性分析结果与实验偏差较大以及实验数据分散的原因。     

NGP_G-STABILITY OF LINEAR MULTISTEP METHODS FOR SYSTEMS OF GENERALIZED NEUTRAL DELAY DIFFERENTIAL EQUATIONS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｂｅｈａｖｉｏｕｒｉｎｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｏｆｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｎｅｕｔｒａｌｄｅｌａｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｓｙ′(ｔ) =Ｌｙ(ｔ) Ｍｙ(ｔτ) Ｎｙ′(ｔτ)　　 (ｔ≥ 0 ) ,( 1 )ｙ(ｔ) =(ｔ)　　 (ｔ≤ 0 ) ,( 2 )ｗｈｅｒｅＬ ,ＭａｎｄＮ∈Ｃｄ×ｄａｒｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｏｍｐｌｅｘｍａｔｒｉｃｅｓ,(ｔ) ∈Ｃｄｉｓａｇｉｖｅｎｖｅｃｔｏｒ＿ｖａｌｕｅｄｉｎｉｔｉａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ ,ａ…     

无人机入水发射流场仿真及冲击特性分析

跨介质航行是近年来无人机应用领域的重要研究内容。本文通过数值模拟方法,对某型号飞翼式无人机在不同工况下发射入水过程流场演变及运动姿态进行对比分析,同时对其入水冲击响应进行了数值仿真研究,得到不同发射工况下无人机的入水冲击载荷响应情况。结果表明：该型号无人机入水过程的姿态变化同时受水面条件及发射工况影响,静水工况下以25°入水角、4 m/s的条件发射无人机入水时,可实现最优的姿态恢复时间及入水冲击载荷响应值。