基于均质球对称刚体转动惯量的计算

刚体的转动惯量是物理学的重要概念之一,而对于转动惯量的计算也是物理学的难点之一.本文利用刚体转动惯量的定义,首先计算了均质球体的转动惯量,并利用补偿法分析了均质球壳、球面的转动惯量.这有助于学生掌握刚体转动惯量的计算方法,从而激发学生对物理的学习兴趣.     

基于均质圆柱壳刚体转动惯量的计算

刚体的转动惯量是刚体力学的重要概念,而关于转动惯量的计算也是刚体力学的难点之一.本文利用转动惯量的定义,计算了均质圆柱壳的转动惯量,并通过讨论推广得到了均质的圆盘、圆环、圆柱体、圆柱面的转动惯量.这有助于学生理解刚体转动惯量的物理意义,从而对提高大学物理教学质量具有一定的积极作用.     

几种形状规则刚体转动惯量的计算

转动惯量即刚体绕轴转动惯性的度量,是刚体力学中的重要概念.本文从刚体转动的动量矩和转动动能定义出发,推导计算了几种形状规则刚体的转动惯量,推导过程通俗易懂,便于学生理解和掌握,并且有助于学生寻求创新途径去巧解各类刚体的转动惯量.     

常见均匀刚体转动惯量的计算

转动惯量是刚体力学中的一个重要物理量,在许多大学物理教材中,对一些常见均匀刚体的转动惯量只给出了结论,没有给出计算过程。本文根据转动惯量的定义计算出一些常见的几何形状简单、质量连续且均匀分布的刚体绕定轴转动的转动惯量,得出了刚体的转动惯量与一些因素有关。期望这些内容能对大学物理教学和学生的深入理解提供帮助。     

Excel软件在测量转动惯量中的应用

转动惯量测量是高校理工科物理实验教学大纲中的一个重要基本实验。本文以IM-2刚体转动惯量实验仪和MS-1多功能毫秒仪为主要测量仪器,利用Excel软件计算出刚体的转动惯量。     

关于刚体对轴的转动惯量问题的计算

在普通物理力学的刚体力学部分中,总要遇到刚体对轴的转动惯量的计算问题.对高等院校的物理系一年级学生来讲,高等数学的进度远远满足不了力学课的要求,这就给计算刚体对轴的转动惯量带来了一定的困难.下面就用简单的一重积分及关于刚体对轴的转动惯量的二个基本定理,从二个基本的例题出发,可推出一些均质规则刚体对某些轴的转动惯量.     

转动惯量对直叶片垂直轴风力机性能的影响

直叶片垂直轴风力机是旋转机械,转动惯量对其主要的气动性能有一定的影响.文中基于双向多流管理论并利用Matlab编程,以NACA0018翼型的H型垂直轴风力机为研究对象,分析转动惯量对H型垂直轴风力机性能的影响.分析结果表明:转动惯量的小范围变化对其最大输出功率系数影响不大,但较小转动惯量的风力机需要较大的风速才可以达到最大输出功率;在达到最大输出功率以前,转动惯量的小范围变化,较小转动惯量的风力机具有相对较大的功率系数、转矩系数和输出功率;随着风速的增大,转动惯量较小的风力机功率系数、转矩系数和转矩波动较大.     

曲柄滑块机构等效转动惯量

在平面连杆系统动力分析中,需对平面连杆机构系统建立等效动力学模型,其中等效转动惯量是一个很重要的量;目前对它的算法少,且存在理解困难=、形式复杂的特点,而作为基础的机构运动分析较少见.以机构运动分析为重点,分别以行程位置和曲柄转角为变量,借用等效运动机构,建立了单自由度曲柄滑块机构等效转动惯量模型;最终以Matlab工具加以分析计算,得出机构等效转动惯量曲线.     

曲柄滑块机构等效转动惯量的公式及曲线

平面连杆系统动力分析中,等效转动惯量是一个很重要的物理量。目前对它的算法不多,且现有算法存在理解困难,形式复杂的特点,而作为基础的机构运动分析较少见。本文借用等效运动机构,以机构运动分析为重点,分别以行程位置和曲柄转角为变量,建立了单自由度曲柄滑块机构等效转动惯量模型;最终加以分析计算,得出机构等效转动惯量曲线。     

四面体的惯量张量

具有对称性的平面刚体,容易求出它的转动惯量.对没有对称性的四面体计算它的转动惯量却比较困难,利用转动惯量的平行轴定理,使用单重积分即可求出了四面体的转动惯量,进而给出惯量张量.     

柴油发电机变转动惯量飞轮的仿真

为了提高柴油发电机受负荷冲击时的稳定性能,设计一种转动惯量可变的飞轮,通过增大柴油发电机的转动惯量来提高其转速稳定性。利用飞轮旋转产生的离心力使飞轮质量块产生位移,质量块位置的变化改变了飞轮的转动惯量,使得飞轮的转动惯量随转速而变化。对该变转动惯量飞轮进行建模和仿真,仿真结果表明:该变转动惯量飞轮使柴油发电机在低转速时具有良好的速度响应性能,在额定转速时具有更好的抗负荷扰动性能。该变转动惯量飞轮有效地提高了柴油发电机的供电质量,与固定转动惯量的柴油发电机相比,安装了变转动惯量飞轮的柴油发电机启动时的转速超调量较小,并且具有更好的转速稳定性能。     

转动惯量几种不同计算方法的比较

本文从转动惯量的定义出发,讨论了转动惯量的五种主要计算方法,并予以比较,找出了计算刚体转动惯量的更简捷的办法.     

任意四面体绕质心轴的转动惯量

转动惯量是力学中一个重要的物理量,对有对称性的匀质物体较容易给出转动惯量的解析式,而对缺少对称性的一般四面体给出转动惯量的解析式却不容易,本文给出了求取四面体绕质心轴转动惯量的一种方法.     

复杂零件转动惯量CAT系统的研制

回转件的转动惯量直接影响了其动态性能,用于重要场合的零部件的转动惯量值精度要求很高.采用复摆法原理,研制了一套转动惯量计算机辅助测试系统.该系统测试精度高,操作简单,可用于各种复杂盘类零件的转动惯量测试.     

转动惯量测试仪的改进与应用

为了更准确地测出不同形状物体的转动周期,在转动惯量测试仪上加了角度范围为0°～180°的尺子,学生能够直接读出初始摆角;每次测量的摆角不变,弹簧扭转系数也不发生变化,使得实验测量容易而又精确。文章还介绍了如何测量和计算物体的转动惯量和误差的数据处理过程,能够达到良好的教学效果。     

单片机在测量转动惯量物理实验中的应用

本文阐述了用单片机在普通物理力学实验中测量转动惯量的原理,为测量转动惯量提供了一种新的方法,但因篇幅所限略去了其中测量转动惯量的程序清单。     

基于等效运动模型的高速机构转速波动条件下的动平衡研究

为更真实地反映高速机构的动平衡状态,建立了机械系统的等效运动模型,研究了系统等效转动惯量与输入转速波动的关系,进一步分析出输入转速波动的增大会恶化机构的动平衡状态.以一个典型曲柄滑块机构及其平衡机构为例,从增大系统等效转动惯量和降低等效转动惯量波动两个方面分别讨论了降低输入转速波动的可能性.分析结果表明,通过附加运动构件来增大系统等效转动惯量对降低输入转速波动及改善动平衡状态具有更好的可操作性.该结果为研究机构实现动平衡效果和进一步提高动平衡设计提供了理论依据.     

转动惯量自检测在同步电机位置控制系统中的应用

同步电机位置控制系统中,影响系统位置响应性能的因素很多,其中最主要的因素是对象负载情况及对象电机轴联转动惯量的变化。分析了轴联转动惯量变化对电机位置响应性能的影响,提出借助电机运动方程实施电机轴联转动惯量的检测,其检测精度满足实际工程需要。通过检测结果,位置控制系统可以实施控制参数的在线自动调整,以保证控制对象获得优异的位置响应性能。     

微元法在求刚体转动惯量中的应用举例

微元法是数学分析中较重要的方法,本文通过它在物理学的应用之一:转动惯量的求法,引导学生正确选取积分微元,简化计算过程。     

挖掘机上车转动惯量的数学建模与分析

为了计算和分析中大型液压挖掘机上车(回转平台和工作装置的总称)相对回转轴的转动惯量,以及优化上车转动惯量的值和提高回转复合动作的协调性,在简化中大型液压挖掘机上车的结构基础上,建立空间坐标系和D-H(Denavit-Hartenberg)法坐标系,并建立工作装置重心和其随姿态变化的转动惯量和总转动惯量的数学模型,最后利用实验验证模型的准确性,并进行实例分析。结果表明,上车结构简化模型和数学模型准确可靠,误差小,利用该模型可以有效地预测转动惯量的变化趋势和实时求解任意姿态下的转动惯量值。