高空作业平台臂架伸缩运动的横向振动特性

为了探究高空作业平台做伸缩运动时变幅平面内的横向振动动力学特性,针对臂架的实际搭接和支承情况,将臂架等效为根部铰接、中间弹性支承且带有集中参数的变截面变长度梁.基于牛顿第二定律建立各臂段的运动微分方程,采用模态叠加法、结合边界条件求解臂架一系列时刻的瞬态振型函数,曲线拟合时变参数以近似表示梁的振型,并依据伽辽金截断方法,得到广义坐标下的状态空间方程.在Matlab/Simulink环境下进行动态仿真,得到伸缩过程中臂架头部的变幅平面横向振动动态响应.结果表明,就横向振动振幅而言,搭接简化会带来15.63%计算结果误差;支承简化会加大臂架整体刚度、减小臂架振动响应,不可取。

牛顿力学形式和相对论力学的协变性

指出若将能量 (包括动能 )、动量都理解为相对论中的能量和动量 ,则牛顿力学中的功能原理、动能定理、动量定理、牛顿运动定律及力对物体所作的功率、能量 -动量守恒定律及其守恒条件在相对论中都是协变的 .

坐标系的物理基础及其空间性质

在对牛顿经典力学和爱因斯坦相对论对空间时间概念阐述的基础上,指出由于地壳运动是个宏观低速现象,因此完全可采用牛顿力学描述地壳质点在空间的位置以及在外力作用下该位置是如何随时间改变的,决定了必须选择一个不作加速度运动的参照系,才能正确使用牛顿定律对地壳运动进行正确的描述。因此满足牛顿惯性定律的参照系为地壳运动分析使用的坐标系的物理基础。不同坐标系的参照曲面上的虚拟空间具有不同的度量张量,因此具有不同的曲面内蕴几何性质。并对欧几里德三维直角坐标系、平面坐标系、球面坐标系等的空间性质进行了讨论。

关于变质量物体运动方程的讨论

通过对牛顿第二定律的分析.引入变质量物体运动的动力学方程,并与牛顿第二定律的原始形式比较,指出二者物理意义及应用条件的不同.

关于动量守恒定律的讨论

介绍了动量守恒定律建立的历史过程,对动量守恒定律进行了讨论,并对动量守恒定律存在的内在实质作了探讨.

中学生应用牛顿运动定律出现的问题分析

牛顿第二定律和第三定律是中学物理的重要内容,很多学生在应用牛顿第二定律和第三定律时感到困难,常常会出现一些错误作法,一是混淆研究对象,二是分不清适用范围,在教学中注意培养学生使用定律的基本思路,让学生从概念上深入理解牛顿第二定律和第三定律,可以避免这些问题的出现。

关于变质量物体运动方程的讨论

通过引入变质量物体运动方程 ,讨论力学中的变质量问题 .为了更好的理解与应用变质量物体动力学方程 ,对其导出。

控制工程(系统)的经典力学原理

控制工程(系统)的经典力学原理在于能够精确构建和估计被控系统的输出位置,速度和加速度三个状态变量,应用牛顿定律对这三个状态变量作出闭环负反馈控制,使得系统输出跟踪期望的输出轨迹.在文献(开平安和申忠利,2022)中,在匀加速运动方程基础上,应用卡尔曼滤波器设计了OUAM观测器(Observer based on Uniform Acceleration Movement),基于牛顿定律设计了无模型控制MFCNLM系统(Model-Free Control based on Newton’s Laws of Motion),控制系统的所有参数设计不需要被控对象的模型,仅需控制工程师给出闭环控制系统输出期望的过渡过程时间T.文章在文献(开平安和申忠利,2022)的基础上,着重分析了牛顿定律在OUAM观测器和MFCNLM系统中的理论和应用,论证了OUAM观测器的无偏性和MFCNLM系统的有效性,分析和论证了MFCNLM系统,PID和PIDCC系统在控制系统设计上的经典力学统一性,分析和设计了在具有纯延时环节时变系统中的一种简单而有效的方法.仿真结果论证了MFCNLM系统和具有补偿器的PIDCC系统在应用这种方法后提高了纯延时环节时变系统的控制品质和鲁棒性能.