向量回转及向量微回转代数(英文)

向量回转作为刚体转动的一种描述,不仅简便而且直观。本文补充和发展了向量的回转及微回转代数。共为轭曲面原理,机构分析的有限微回转法及共轭弹性动力学奠定了必要的数学基础。     

主轴回转误差理论中几个问题的探讨

近年来,虽然主轴回转误差运动在测试技术方面得到了日益广泛的重视,但是在基本概念、基本理论的研究方面仍然有着一些尚待探讨和统一的问题。本文仅就其中关于主轴的回转轴线、主轴的平均回转轴线、广义或狭义的主轴回转误差运动及一次谐波的研究中存在的问题,提出几点看法。本文从描述主轴回转误差运动的理论与工程中的测试技术的一致性出发,对回转轴线的“瞬心说”提出质疑,赞成以“绕平动定点转动说”来描述回转轴线,还进一步说明了对信号中一次谐波的认识和处理原则,是与回转轴线的定义相联系的.本文给出了以均值计算求最小二乘圆心和半径的条件和证明,并研究了在一般条件下的几种近似算法.     

用刚体平面运动理论评定主轴误差运动

本文以刚体位移矩阵及坐标变换矩阵为工具,对回转敏感方向类及固定敏感方向类主轴运动作了数学描述,进而提出主抽误差运动评定的新方法及电算示例。文中还对一些目前国内外尚有争议的问题进行了讨论。     

对偶欧拉方程的推导及讨论

本文应用对偶数矩阵和旋量的概念,由动力学定理推导出描述刚体作空间一般运动的对偶欧拉方程。由对该方程的讨论,可得到刚体定点运动的欧拉动力学方程,自由刚体运动微分方程以及刚体的平衡方程等。由此可认为对偶欧拉方程是刚体力学的普遍方程。此外,它也为多刚体开环系统的机械手设计提供了动力分析的理论依据,为说明这一点,引用了文献[2]的n连杆开环系统,并作了些补充说明。     

大范围回转运动、伸展运动柔性梁动力学方程与边界条件

推导了作大范围回转运动、伸展运动柔性梁动力学方程与边界条件 ,并推导出梁的刚体运动为匀角速度旋转、匀速率伸展时作用在梁堆点的外力。     

弯曲时空中平面运动刚体的动力学协变方程

研究了弯曲时空中平面运动刚体的动力学协变方程.给出了Minkowski时空中平面运动刚体动力学方程的协变形式.利用间隔是广义坐标变换下的不变量,得到弯曲时空中任一点运动标准钟与坐标钟的关系,建立了弯曲时空中平面运动刚体动力学方程的广义协变形式,并对其结果进行了讨论.     

对“关于《共轭曲面原理》的若干问题”的一些看法

1982年第一期齿轮杂志上,登载了一篇曾韬同志写的文章,对《共轭曲面原理》提出了商榷意见。对此,有如下看法: 一、作者试图否认陈志新的这个论点:“由于它(指向量回转公式)比矩阵法(或有限转角回转张量)更确切地反映刚体绕定向轴的有限转角回转(这是机械加工和机械传动中最经常遇到的)的客观事实,所以,它比矩阵法(或张量法)书写更简明,运算更简捷”。为了证明其否定是正确的,作者说:“在实际问题中由于往往是座标向量     

正确地选择刚体平面运动中的基点

在运动学中,可将刚体平面运动视作随任意选定的基点的平动和绕基点轴的转动。讨论动力学问题时,这个基点就必须选择在质心上。文章通过具体的实例,从基点的概念出发,阐述刚体平面运动中基点的正确选择。     

惯性运动在刚体力学中的应用

根据运动学的基本规律及动力学的特征,在研究刚体力学问题时仍具有惯性运动的属性,所以把惯性运动推广到刚体力学中加以分析。本文就惯性运动在刚体力学中的应用着重分析了刚体力学中惯性运动的意义及惯性运动在刚体力学中作定轴转动时的惯性运动和作定点运动时的惯性运动。阐明了利用惯性运动解决刚体力学问题的方法。     

对刚体平面运动动力学方程∑i Miz′=(dL_(z′))/(dt)的讨论

指出了平面运动刚体在一般情况下其质心加速度不为零,过质心轴是惯性系中平移加速轴,研究刚体绕此轴的转动要考虑惯性力及其力矩,讨论了平面运动刚体的动力学方程.结果显示:对质心轴,惯性力的力矩之和为零,动力学方程与惯性系中对固定轴的动力学方程相同;对非质心轴,惯性力的力矩之和不为零,动力学方程与惯性系中对固定轴的动力学方程不同.     

基准温度分布动网格生成方法的研究及应用

为减少包含刚性运动的流固耦合问题动网格生成的计算量,以温度体模型动网格方法为基础发展了基准温度分布动网格生成方法.在介绍温度体模型方法的基础上,对基准温度分布动网格生成方法的基本原理和方法特点作出具体阐述.以NACA66翼型为例,将该方法应用于大角度旋转运动及平移和旋转同时发生的复合运动中.结果表明,该方法能极大减少计算量,所生成网格具有优异的变形能力,在翼型运动范围和旋转角度均很大的情况下,仍能保证网格的高质量.     

回转机械系统动态分析方法研究

本文利用试验模态分析理论,为回转机械系统通过扭转激振方法对其进行动态分析提出了一实验方案,并以调速器为实验对象,根据此方案设计并研制了一台试验装置,使试验模态分析理论在回转机械的动态分析中得到了应用。通过对调速器的动态分析,证明该方案可行。此法对各种以转动为输入量的机械系统具有普遍意义。     

受定轴转动约束的变质量非完整系统运动微分方程

建立了变质量力学系统在定轴转动参考系中的Ｊｏｕｒｄａｉｎ原理，由此得到了受定轴转动约束的变质量力学系统运动微分方程，给出了准坐标形式，最后举例说明方程的应用。     

谐波传动空间相伴运动的共轭理论与特性分析

谐波传动轮齿的相对运动在柔轮壳体空间弹性变形条件下属于空间共轭运动,空间共轭理论是决定其运动与力的传递及综合性能的核心因素. 为此,提出了一种基于相伴方法的谐波传动空间共轭运动模型. 通过壳体的半无矩理论及各构件间的运动关系,建立壳体中性层母线的直纹面运动方程;根据准不动线条件与中性层母线的直纹面运动,推导出谐波传动轮齿的瞬轴面方程.采用空间运动的相伴方法研究瞬轴面与共轭齿面之间的内在联系,以瞬轴面为原曲面、刚/柔轮齿面为相伴曲面,推导出刚性齿面空间相伴运动的共轭条件式,形成空间相伴运动的共轭模型. 将啮合点的相对运动转化为绕瞬轴的螺旋运动,分析瞬轴与啮合点法矢的关系特性;将空间共轭运动退化为平面共轭运动,分析空间共轭与平面共轭的约束特性;将啮合面约束为准不动面,分析准不动面条件下的空间共轭运动特性. 从实例仿真分析可知,谐波传动刚性轮齿的平面运动是空间运动退化后的一种特殊运动,谐波传动退化后的空间运动与平面运动一致,这验证了本文所述空间共轭模型与运动特性的正确性.     

棱镜转动定理

棱镜成像是静态问题，转动棱镜的成像方位变化属动态问题。反射棱镜绕某轴旋转，其特征方向就绕同一根轴转至新的方位，利用与的简单关系，比较特征方向处于新、旧两种方位时的棱镜成像，同时得到了棱镜调整计算的显式简单公式和“棱镜转动定理”。     

Improved Design and Dynamic Characteristics Research for Printing Machinery

Rotational stability of embossing miler is a key technical specification for the printing machinery, and conjugate cam is the important control of the main driving system. In order to enhance the rotational stability, the improved design of conjugate cam is made to meet the quintic polynomial equation of the mathematical model, replacing the original cosine cam in the printing machinery. Aided with simulation Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems (ADAMS) software,the whole mechanical system model is built and dynamic simulation is carried for the two driving systems (the improved and the original). The key component's dynamic characteristics, especially contact force's change and influence are studied and the kinetic characteristics of the two systems, are analyzed and compared, which proves the improved system more stable in rotation.     

基于大位阻烯烃的光驱动分子马达——从分子机器到智能材料

分子机器是指在分子级别上能根据外界刺激作出类似机械运动响应的分子.基于大位阻烯烃的光驱动分子马达，在特定波长照射下，碳碳双键可以发生异构，可通过热力学过程控制单向旋转的方向.单向旋转的特殊性是区别于其他光响应分子开关的最重要特征.文章主要介绍分子马达的功能性合成，并简述其在可控分子运动、动态自组装和智能材料方面的研究进展.     

求解共轭齿形的轮转曲线等距偏移法

针对传统共轭齿形求解方法无法解决奇异点的问题,提出轮转曲线等距偏移法。分析了共轭曲线的等距偏移特性,推导出轮转曲线等距偏移线方程,基于该方程进行了圆弧齿廓的共轭齿形计算;采用圆弧逼近方式,以轮转曲线等距偏移线族求解任意齿廓的共轭齿形,并以含齿顶尖点的渐开线齿廓曲线为例进行共轭齿形计算;讨论了该方法的原理性误差,优化了该方法的求解精度。计算验证表明:相比于传统共轭齿形求解方法,轮转曲线等距偏移法能解决奇异点问题,且无需求解啮合方程,在齿廓曲线曲率半径变化率较小且存在奇异点时,用该方法求解共轭齿形优势明显。     

Absolute plate motions and true polar wander in the absence of hotspot tracks

The motion of continents relative to the Earth's spin axis may be due either to rotation of the entire Earth relative to its spin axis--true polar wander--or to the motion of individual plates. In order to distinguish between these over the past 320 Myr (since the formation of the Pangaea supercontinent), we present here computations of the global average of continental motion and rotation through time in a palaeomagnetic reference frame. Two components are identified: a steady northward motion and, during certain time intervals, clockwise and anticlockwise rotations, interpreted as evidence for true polar wander. We find approximately 18 degrees anticlockwise rotation about 250-220 Myr ago and the same amount of clockwise rotation about 195-145 Myr ago. In both cases the rotation axis is located at about 10-20 degrees W, 0 degrees N, near the site that became the North American-South American-African triple junction at the break-up of Pangaea. This was followed by approximately 10 degrees clockwise rotation about 145-135 Myr ago, followed again by the same amount of anticlockwise rotation about 110-100 Myr ago, with a rotation axis in both cases approximately 25-50 degrees E in the reconstructed area of North Africa and Arabia. These rotation axes mark the maxima of the degree-two non-hydrostatic geoid during those time intervals, and the fact that the overall net rotation since 320 Myr ago is nearly zero is an indication of long-term stability of the degree-two geoid and related mantle structure. We propose a new reference frame, based on palaeomagnetism, but corrected for the true polar wander identified in this study, appropriate for relating surface to deep mantle processes from 320 Myr ago until hotspot tracks can be used (about 130 Myr ago).     

一种冗余配置的MEMS单轴旋转式惯导系统设计

针对载体运动削弱旋转调制效果这一问题,提出了一种在旋转轴向冗余配置一枚与载体捷联的轴向陀螺,利用其敏感信息为电机提供反旋信息,从而隔离载体轴向运动的方法。利用中低精度MEMS器件,从惯性测量系统结构入手,突破传统旋转调制系统结构限制,设计了可自由旋转的单轴旋转式微惯导系统,并且解决了数据不同步的问题,实现了MIMU的自由旋转,补偿了系统安装误差角,进行了静态与动态导航试验,结果表明,该系统可有效实现旋转调制,在减小微惯导系统测量误差的同时,为后续深入开展旋转调制研究工作提供了硬件基础,具有一定的工程应用价值。