确定刚体惯量主轴的方法

确定刚体的惯量主轴，一般是视刚体质量的分布情况而选用不同的方法。常用的有：（１）对于质量分布对称的刚体，可用对称分析的方法找其惯量主轴。（2）给出刚体的惯量椭球方程，用确定二次曲面主轴的方法确定其惯量主轴。（3）用几何做图的方法，画出莫尔圆，通过莫尔圆中各线段所表示的物理量间的关系来确定其惯量主轴。（4）用三维转动群SO（3）作用于刚体的转动惯量算符，根据惯量张量在坐标系旋转的F不变性，而求得旋转群SO（3）的表示的基矢，进而求得刚体的主惯量和惯量主轴。     

刚体的惯量主轴和主转动惯量

本文通过矩阵和坐标变换给出了求刚体对任一点的惯量主轴及主转动惯量的一般方法，从理论上证明刚体对任一点的惯量主轴的存在性，并讨论了刚体的对称性与惯量主轴的关系。     

在具有粘性摩擦平面上又滚又滑的Chaplygin球的稳定性

本文讨论 Chaplygin 球在具有粘性摩擦平面上作滚动角速度模值衰减的又滚又滑运动,严格证明了在球的最小主惯量矩不小于最大主惯量矩1/4的条件下,球绕最大惯量主轴又滚又滑的一致稳定性.     

一种利用矩阵变换定位刚体惯量主轴的方法

针对理论力学教材中对惯量张量讨论甚少,学生不易理解的问题,通过矩阵运算法则,对几个常见刚体模型相对于任意点为坐标原点的惯量张量进行对角化.找出了矩阵变换与刚体定点转动的对应关系,给出了一种通过惯量矩阵确定惯量主轴的方法.该方法适用于任意形状的刚体,可以在教学中增强学生对惯量张量物理思想的理解并激发学生的学习兴趣.     

一类刚体在平面上运动问题新解

质量为m的刚体(均质、规则、对称)作平面运动.如图1.其转轴始终经过质心惯量主轴且垂直于运动平面,P为刚体与接触平面的接触点,C是刚体的质心,V_c为质心运动速度,ω是转动角速度。令I_c为刚体绕中央惯量主轴的转动惯量,刚体对接触点P的广义动量矩定义为 J_p=PC×mV_c+I_cω,     

非均质三角形平板的惯量主轴

刚体的惯量主轴在工程上有重要的应用,从计算上确定没有对称性三角形平板的惯量主轴一般较繁杂,如果与通常求取惯量主轴的方法相反,先求出非均质任意三角形对质心的转动惯量,从转动惯量表达式可以容易给出它的中心惯量主轴。     

关于刚体惯量矩阵的两个问题

本文阐述了刚体对于平行的质心坐标系与非质心坐标系的惯量矩阵间的关系,推导了一个公式,并给出了惯量张量在不同坐标系中的坐标矩阵间的变换规则,从而可以计算刚体在任一坐标系中的惯量矩阵。文章叙述了确定刚体在某点的惯性主轴与主惯性矩问题可以转化为求惯量矩阵的特征值问题,说明了具体解法与有关量的意义,最后给出一个算例。     

惯量主轴在计算均质刚体转动惯量的应用

均质刚体,可根据其对称性来确定惯量主轴以及中心惯量主轴,运用惯量张量,可方便地计算通过其坐标原点的任意轴的转动惯量,本文以均质圆锥为例来研究这一方法的应用．     

关于从对称性求惯量主轴的证明

本文论证了一根坐标轴为惯量主轴的充分必要条件,从而完善了关于质量分布具有对称轴或对称面的刚体,其对称轴和与对称面垂直的轴为惯量主轴的证明。同时还给出了另一种证明方法     

惯量旋转椭球

对惯量旋转椭球的概念进行了较深入的讨论,并列举几种满足惯量旋转椭球的刚体。     

理论力学中主转动惯量本征值求法的一个推证

给出了理论力学中将惯量张量矩阵对角化求主转动惯量和惯量主轴这种方法的一个推证。     

主对角线全为零的置换模式矩阵的惯量

文章在给出主对角线全为零的置换矩阵的惯量基础上，利用代数学相应的基本原理和方法并结合组合数学的研究思路进行了充分分析和论证，从而解决了相应置换模式矩阵的惯量问题。     

平行轴定理计算正方形框架转动惯量的讨论

恰当使用平行轴定理,能简化刚体对定轴转动惯量的计算.本文通过深刻剖析正方形框架的转动惯量的计算过程,阐明平行轴定理的使用条件,并介绍推广后的平行轴定理.     

平行轴定理计算正方形框架转动惯量的讨论

恰当使用平行轴定理,能简化刚体对定轴转动惯量的计算.本文通过深刻剖析正方形框架的转动惯量的计算过程,阐明平行轴定理的使用条件,并介绍推广后的平行轴定理.     

带挠性梁的充液飞行器边界控制

考虑在惯性空间中全充液挠性飞行器的控制模型,轻挠性梁一端固于刚体,另一端自由。系统动力学方程由主刚体欧拉方程、液体的平均化Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程和梁的欧拉方程耦合而成。研究表明,借用适当的作用于梁自由端的边界控制,作用于主刚体的控制力矩及作用于液体“等效刚体”的阻尼力矩,能使整个系统稳定。     

定轴转动带电刚体的惯量矩与磁矩的对称性

以带电细圆环、薄圆盘、球体在3种不同位置的定轴转动为例,分析了定轴转动的带电刚体的惯量矩与磁矩的数学表达式,其形式具有对称性,显示了物理学的美学特征.     

物体匀速转动处于平衡态的讨论

本文讨论了物体绕定轴匀速转动处于动平衡态的关健是转动轴是否选取在物体的中心惯量主轴上,而与物体是否对称没有直接的联系。非对称性物体也可找到中心惯量主轴,使其作匀速转动时,处于动平衡态。     

主丛与刚体运动

本文给出了刚体运动的主丛描述,从而为刚体运动的研究提供一个新的数学方法。     

旋转变截面梁自由振动特性研究

本文以中心刚体-变截面柔性梁为对象,研究由中心刚体引起的动力学耦合效应对变截面柔性梁的自由振动特性影响.首先基于哈密顿原理,考虑中心刚体和旋转梁之间的耦合作用以及中心刚体的离心力作用,建立中心刚体-柔性梁的动力学模型;然后,利用傅里叶变换将动力学模型的偏微分方程转换为频域上的常微分方程,并通过数值差分法求解旋转变截面梁的固有频率和振动模态;最后,将本文中的动力学模型经退化后与已发表的不同类型变截面梁自由振动特征进行对比验证,其结果吻合一致.通过数值计算,进一步系统地揭示了变截面的几何特性、中心刚体的旋转速度以及中心刚体-柔性梁的惯量比对振动频率和模态的影响规律.本文的研究工作证实了存在耦合效应的非线性系统的稳态响应反映的是系统宏观的振动特征,这一特征不仅依赖于柔性结构本身固有的振动特性,也依赖于柔性结构的外部运动环境.     

一般的动量定理及其推论

以动量的平移为基础,将质点系的动量向任一动点平移,得到质点系的动量主矢和动量主矩。由此导出一般的动量定理及其一系列的重要推论:如质心运动、刚体绕定轴转动、刚体平面运动、刚体绕定点运动、自由刚体运动……的微分方程。