对称重陀螺的非线性稳定性及分叉

本文在Movchan意义下给出对称重陀螺在完全耗散力作用下永久转动的非线性稳定准则,所涉及的某些平衡态是非孤立的,给出了Movchan意义下渐近稳定区的主要子域,并详细地讨论了分叉现象。

带电重陀螺系统的稳定性分析

采用能量-Casimir方法和线性化方法分别证明了带电重陀螺系统的一些平衡态是非线性稳定的,而另一些平衡态是谱稳定的或是不稳定的.

运用微机研究重陀螺的定点运动

运用微机研究重陀螺的定点运动段素青，程达三（太原工业大学材料工程学院，太原０３００２１）重陀螺作定点运动时，其对称轴在以固定点为中心的球面上画出的轨迹直观地描绘出陀螺的进动和章动过程，共有３种类型，通常在理论力学教材中￣［１］只是定性地给出了这３种形...

刚体动力学的四元数表示及保辛积分

基于刚体定点转动的四元数表示,运用分析结构力学方法,引入离散系统作用量代替四元数微分方程,并在积分点严格满足四元数模等于1的约束条件,进行时间积分.则按分析结构力学理论,不但达到了积分的保辛且区段内部约束条件也可在变分原理意义下近似满足.对重陀螺进行数值仿真,结果满意.

四元数与欧拉角刚体动力学数值积分算法及其比较

为推广四元数保辛积分在工程中的应用,对欧拉角表示的状态方程数值积分与四元数的保辛积分进行比较.重陀螺的数值仿真结果表明四元数保辛积分的数值结果明显优于欧拉角状态方程积分.与欧拉角状态方程积分相比,四元数保辛积分在刚体动力学的数值仿真中更具优势.

弹性杆的Greenhill公式与Kirchhoff动力学比拟

Kirchhoff动力学比拟思想建立了弹性杆静力学与刚体定点转动动力学之间在概念和方法上的对应关系.受拉扭弹性直杆的平衡比拟于Lagrange重陀螺绕铅锤轴的永久转动.根据一次近似理论,考察了两者稳定判据的建立过程,表明其在稳定性上的比拟是Lyapunov意义上的.在此基础上进一步讨论了两端铰支时拉扭弹性直杆的Euler稳定性,并导出亦由Greenhill首先得到的临界载荷计算公式.表明拉扭弹性直杆在两端铰支时的Euler稳定性不同于Lyapunov稳定性,其主要症结在于Euler稳定性中边界条件不受扰动,而Lyapunov稳定性是初值受扰动,两者有区别.

基于四元数表示的一种改进的刚体动力学保辛积分

根据四元数刚体动力学基本理论,将四元数时间导数与角速度之间的恒等变换引入动能项,由此可以直接得到非奇异的四元数质量矩阵.将其与分析结构力学结合,可以得到4种形式的保辛积分算法.该算法以离散系统作用量变分原理代替四元数微分方程,单位长度约束以代数约束的方式在积分格点处满足.数值仿真结果表明该方法不仅避免了陀螺稳态进动数值仿真中严重的章动误差,并且对于一般情况也展现出很大的精度改善.

Coupling Between Spin and Gravitational Field and Equation of Motion of Spin

In general relativity, the equation of motion of the spin is given by the equation of parallel transport, which is a result of the space-time geometry. Any result of the space-time geometry cannog be directly applied to gauge theory of gravity. In gauge theory of gravity, based on the viewpoint of the coupling between the spin and gravitational field, an equation of motlon of the spin is deduced. In the post Newtonian approximation, it is proved that this equation gives the same result as that of the equation of parallel transport. So, in the post Newtonian approximation, gauge theory of gravity gives out the same prediction on the precession of orbiting gyroscope as that of general relativity.