D'ALEMBERT PRINCIPLE IN THE VELOCITY SPACE

According to Newton's dynamical equation of the system of particles, the force is considered to be the function of the coordinate r, velocity and time t, and the various formulae for D'Alembert principle of the velocity space in both the holonomic and nonholonomic systems are deduced by introducing the concept of kinetic energy in the velocity space (i.e. the accelerated energy).

三对传力杆空间 RCCR机构示力副约束力分析与仿真实验

过约束机构运动副约束力存在求解困难的问题,尝试将达朗贝尔原理中的约束力项分解为静态约束力和动态约束力两部分,分别求取过约束条件下的静态约束力和平衡惯性力的动态约束力,通过二者叠加的方法求解示力副总约束力。以均布三对传力杆空间RCCR机构为研究对象,通过上述方法求解约束力,并将求解结果与动力学仿真运算结果对比,结果具有良好的一致性。

基于达朗贝尔原理的航空柱塞泵刚体系动力学分析方法

针对典型航空柱塞泵结构形式,提出了一种基于达朗贝尔原理的刚体动力学分析方法。分别针对柱塞泵滑靴、柱塞、斜盘、转子、主轴、配流盘6个刚体对象,考虑柱塞/转子、柱塞/滑靴、滑靴/斜盘、转子/主轴、转子/配流盘、斜盘耳轴/安装座6对约束副之间的约束力,建立了完整的柱塞泵运动部件动力学分析方程组。与基于拉格朗日方法的动力学分析方法相比,建立的方程组能够通过一个计算流程,对包含约束力在内的泵运动刚体所有力学特性进行分析。最后,以某11柱塞航空液压柱塞泵为对象,基于计算工具,解算得到了包含166个动力学相关变量的数值解,证明了提出方法的有效性。

欧拉-伯努利直梁弯曲振动内力解的一种新形式

针对欧拉-伯努利直梁受简谐载荷作用下的弯曲振动问题,在得到响应后再次采用达朗贝尔原理,给出了一种新形式的弯曲振动内力解,该解直观显示了简谐力和惯性力对弯曲振动内力的贡献。基于傅里叶级数严格证明了其与教材中利用梁挠曲线近似微分方程和弯曲内力微分关系求出的内力完全等价,为加深理解及应用傅里叶级数、静力学理论、达朗贝尔原理和梁弯曲理论提供了一个综合性较高的案例,期望能助力提升基础力学教学效果。

变质量力学系统万有D'Alembert原理的普遍形式

1 引言万有D'Alembert 原理是建立高阶非完整力学系统运动方程的重要基础之一,由各种不同形式的万有D'Alembert 原理可导出各类高阶运动微分方程.文献[1]给出了万有D'Alembert 原理在常质量情况下的统一形式.

管道机器人的转向稳定性研究

管道机器人通常以单自由度轮式机器人(以下简称机器人)为载体在管道内部工作。本文根据机器人在管道内轴向运动的特点,建立了右手坐标系,并通过对机器人车轮的动力学分析及力矩平衡分析,应用牛顿定理、达朗贝尔-拉格朗日原理、拉格朗日方程等求解了管道机器人的转向动力学方程,深入研究了管道机器人的转向稳定性难题。

d'Alembert-Lagrange原理在位形空间的一般形式

本文通过坐标变换得到了分析力学中d'Alembert-Lagrange原理在任意位形空间中的简洁形式,并指出这种变换的关键是改变了位形空间的几何结构.

导数空间非完整力学系统的Appell型方程及广义的D'Alembert原理

本文引入了 m 阶导数空间及与之相应的广义坐标的概念,将原相对于3N维 Euclid 空间“E_(3N)”的 m 阶非完整系统变为 m 阶导数空间“中形式上的完整系统,导出了包含万有 D'Alembert——Lagrange 微分原理在内的任意阶非完整系统的新型 Appell 方程和广义的 D'Alembert 原理。

高速无人机地面变速滑跑转弯方向稳定性研究

高速起降无人机地面滑跑过程中受到轮胎力、气动力、舵面力等多个非线性因素的影响,容易发生转弯失控,在地面打转甚至冲出跑道等严重事故。目前利用分岔理论分析飞机地面滑跑非线性转弯系统稳定性时,都是基于匀速滑跑的平衡态系统,无法分析加减速对非线性非自治飞机地面滑跑系统稳定性的影响。对此,提出利用达朗贝尔原理将非线性动态系统转化为等效非线性平衡态系统进行分岔特性研究。在MATLAB/Simulink中建立无人机非线性地面变速滑跑动力学模型,并基于达朗贝尔原理在系统模型中引入惯性力,将系统转化为等效平衡态系统,进而利用数值延拓法对系统全局稳定性及分岔特性进行求解,分析了无人机变速滑跑过程中加速度对无人机转弯方向稳定性的影响,并对系统出现的鞍结分岔现象、Hopf分岔现象进行分析。通过对3种典型工况下无人机的运动状态和受力进行分析,揭示了无人机地面变速滑跑转弯时发生方向失稳的本质与机理。同时,在加速度单参数分岔分析的基础上,采用开折方法,将前轮转角作为附加参数引入无人机地面滑跑动力学模型,进行双参数分岔分析,讨论了双参数组合对无人机地面滑跑方向稳定性的影响规律,并就双参数分岔过程中新出现的BT分岔、GH分岔和ZH分岔现象进行了讨论。

考虑驱动分支惯量影响的Stewart平台动力学研究

基于达朗伯原理和等效力法 ,建立了处于实际工作状态时的Stewart平台的动力学模型 ,重点分析了 Stewart平台中各驱动分支的运动学、动力学特性。并对 Stewart平台在其动力学分析和设计中 ,能否忽略各分支的惯性影响进行了分析。仿真结果表明该方法易于求解 ,适用于需考虑各分支惯量影响的 Stewart运动平台。

基于无矩理论的凹版印刷机运动薄膜横向振动特性及稳定性

研究了运动薄膜横向振动特性及其稳定性,以无矩理论为基础,建立了多色组印刷情况下具有中间刚性支承运动薄膜的横向振动模型。根据D’Alembert原理,建立了振动系统的运动微分方程。数值分析了薄膜的振动频率与运动速度、张力、支承位置之间的关系,结果表明中间单刚性支承薄膜振动发散失稳的临界速度为35.855m/s。对于具有中间两刚性支承的印刷运动薄膜,薄膜轴向运动速度越低,支撑位置的变化对薄膜振动频率影响越明显。

三自由度柔性受限机器人的动力学建模

为了提高处于受限运动状态的柔性机器人的控制精度 ,研究了一类三自由度柔性受限机制人的动力学建模问题 ,将其抽象为一平面三连杆受限机器人系统 ,利用 D' Alembert- Lagrange原理得到了一组由机器人各关节转角和柔性连杆的振动方程表示的该机器人的动力学模型 .该模型在形式上与传统的无约束刚性机器人的动力学模型非常相似 ,具有模型精确的特点 ,从而为有效地控制此类机器人系统的运动和位姿提供了理论依据 .基于此动力学模型 ,采用 MATLAB对该机器人系统进行计算机编程仿真计算 .仿真计算结果表明 。

细长垂直结构倾倒过程力学行为的研究

研究了细长垂直结构从开始倾倒到接触地面前这一短暂时间内的力学行为.采用解析方法,推导了实心、空心、变截面和加重物情况下细长杆倾倒过程的数学模型,设计了相应实验对该模型开展实验验证,通过测试细长垂直杆自由倾倒过程中应变沿杆轴线方向的分布和随时间的变化规律,并与理论模型得到的曲线对比,两者具有良好的相符性,由此验证了该文提出模型的正确性,并总结出多种细长垂直结构倾倒过程的应力应变演化和分布规律.

动力猫道提升过程动力学建模与分析

举升式动力猫道在提升过程中,拉力的变化较大,设计时需要确定提升过程中拉力的变化规律以及所需的最大拉力值.基于此,结合动力猫道提升过程的边界条件,推导了动力猫道提升各阶段的几何方程,应用达朗贝尔原理建立了4个阶段的动力学方程.通过建立的4个阶段的动力学模型,采用C#软件调用Matlab程序求解方程,编写了动力猫道提升动力学的软件.应用该软件分析了所设计动力猫道提升过程中拉力的变化规律,并对其规律进行了分析,相关计算结果表明所设计的动力猫道满足现场使用的要求,为动力猫道的现场使用提供了重要的参考,为动力猫道进一步的优化、性能提升奠定了基础.

一种非完全对称新型Delta-CU并联机构的动力学分析

针对作者提出的一种非完全对称新型三平移Delta-CU并联机构的刚体动力学性能问题,基于虚功原理建立了该并联机构的动力学模型。首先求解出主动臂、从动臂和动平台的速度与加速度;其次基于达朗贝尔定理,建立主动臂、从动臂及动平台的静力平衡方程,计算出机构运动副中的约束反力;利用虚功原理建立Delta-CU机构的动力学模型并对机构进行模态分析,得到不同振型下机构的固有频率;最后,通过算例对动力学模型进行数值计算,并与ADAMS虚拟仿真结果对比,验证了所建动力学模型的可行性和正确性。

Poincaré-Chetaev变量下非线性非完整相对论系统的运动方程

研究 Poincaré-Chetaev变量下非线性非完整相对论动力学系统的运动方程 .首先 ,由相对论性D'Alembert-Lagrange原理导出 Chaplygin型方程、Nielsen型方程和 Appell型方程 ;其次 ,研究 Chaplygin方程与 Appell方程的等价性问题 ;最后讨论了相对论分析力学与经典分析力学之间的关系 .

硅片氧化过程及其对硅中杂质分布影响的分析

利用带活动边界的“D＇Alembert变分法”分析了硅片的氧化过程及此过程所引起的硅中杂质的再分布.氧化过程的理论分析结果及对两种常见的杂质初始分布的计算结果均与实验相符.

速度空间的D’Alembert原理

从质点系的牛顿动力学方程出发，考虑力是坐标ｒ 、速度⒒ｒ 和时间ｔ 的函数的情况，引入速度空间的“动能”（ 即加速度能） 的概念，导出了完整系和非完整系速度空间的 Ｄ’ Ａｌｅｍｂｅｒｔ 原理的各种形式·

无人直升机主旋翼跷跷板运动动力学建模

针对实验室30 kg级跷跷板结构主旋翼自主无人直升机的结构特点,在对其进行空气动力学分析后,基于达朗伯原理建立绕自由空间点转动的主旋翼跷跷板运动空气动力学模型,并以实际物理参数为条件开展计算机仿真实验。仿真结果验证了所建模型的正确性,并进一步指出:主旋翼跷跷板运动系统是自稳定系统;自主无人直升机的结构特点决定了跷跷板运动的过渡过程,而桨叶受到的相对气流作为激励信号在主旋翼跷跷板运动的稳态过程中起主导作用。

自行车急刹车时翻车现象的力学分析

本文基于工程力学中运动学和力学分析的基本理论,通过对自行车翻车现象进行合理的分类,利用达朗伯原理建立平衡方程,对平直路面上行驶的自行车在突遇急刹车时出现的翻车现象进行理论分析,依据分析结果对自行车翻车的发生机理进行合理的解释,从而为进一步的实践提供了理论指导。