| 自行车动力学建模及稳定性分析研究综述 |
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| 引用本文： | 王囡囡,熊佳铭,刘才山. 自行车动力学建模及稳定性分析研究综述[J]. 力学学报, 2020, 52(4): 917-927. DOI: 10.6052/0459-1879-20-077 |
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| 作者姓名： | 王囡囡 熊佳铭 刘才山 |
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| 作者单位： | 北京大学工学院航空航天工程系,湍流与复杂系统国家重点实验室, 北京 100871 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;国家自然科学基金 |
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| 摘 要： | 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.
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| 关 键 词： | 自行车 稳定性分析 非完整约束 多刚体动力学 |
| 收稿时间： | 2020-03-05 |
REVIEW OF DYNAMIC MODELING AND STABILITY ANALYSIS OF A BICYCLE |
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| Affiliation: | The State Key Laboratory for Turbulence and Complex System,The Department of Aeronautics and Astronautics,College of Engineering, Peking University,Beijing 100871,China |
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