§5.1 刚体和自由度的概念 §5.2 刚体的平动 §5.3 刚体绕定轴转动

5.1 刚体模态与刚体向量 5.2 刚体模态的计算 5.3 约束自由度的选择 5.4 NASTRAN 对刚体模态和刚体向量的计算

第5章刚体运动学 5.1刚体和自由度的概念 一.刚体 特殊的质点系,形状和体积不变化—理想化模型在力作用下,组成物体的所有质点间的距离始终保持不变

1.什么是刚体? 2.刚体有六个自由度。(见100页) 不共线三点(9个坐标)完全确定刚体在空间的位置和取向,加约束(3个) 刚体从一个位置(和取向)到另一个新位置(和取向)总可通过以下步骤完成:

运用多刚体动力学罗伯森-维登堡法,建立了六自由度铰接式自卸车操纵稳定性模型.用MATLAB计算出XAD250型铰接式自卸车满载与空载时的横摆角速度增益曲线,得出空载时具有较大的不足转向特性.使用该模型进一步计算了轮胎侧偏刚度、后节质心布置以及悬架系统参数等,以便研究它们对铰接式自卸车操纵稳定性的影响

运用多刚体动力学罗伯森-维登堡法充分考虑悬架系统的作用,建立了两轴汽车六自由度操纵稳定性模型.在此基础上,运用Hurwitz定理分析汽车的操纵稳定性,得出汽车具有稳定行驶性能的两个必要条件:汽车后悬架弹簧有效距离的平方与后悬架单侧弹簧刚度乘积大于前悬架弹簧有效距离的平方与前悬架单侧弹簧刚度乘积;汽车后轴所载质量与前轮胎侧偏刚度的乘积大于前轴所载质量与后轮胎侧偏刚度的乘积

教学实验安排 实验内容 实验1单自由度系统振动特性测量实验 实验2转子动平衡实验 开设实验时间段:13周—15周 每次实验参加人数:约15人 每个实验需要时间:2学时 请三个班的班长课后留下帮助协调实验时间

绪论 0.1 机器的组成及特征 0.2 课程的内容、地位和任务 0.3 学习方法 第1章 机械设计概论 1.1 机械设计的基本要求 1.2 机械设计的内容与步骤 1.3 机械零件的失效形式及设计计算准则 1.4 机械零件设计的标准化、系列化及通用化 第2章 平面机构分析 2.1约束与约束反力 2.2 平面机构的组成 2.3 平面机构运动简图 2.4 平面机构的自由度 第3章 平面连杆机构 3.1 刚体的基本运动 3.6平面连杆机构的基本特性 3.2点的合成运动 3.7平面四杆机构的设计 3.3 刚体的平面运动 3.8杆件的轴向拉伸与压缩 3.4平面连杆机构概述 3.9压杆稳定 3.5平面连杆机构的类型及转化 第4章 凸轮机构 4.1 概述 4.2常用的从动件运动规律 4.3 盘形凸轮轮廓设计 4.4 凸轮机构基本尺寸的确定 第5章 间歇运动机构 5.1 棘轮机构 5.2 槽轮机构

2.7.刚体动力学的基本概念(参阅教材§4.4.-§4.9.) 1.刚体是一种特殊的质点系,质点系动力学的研究方法也适用于刚体,把动力学的三大定理 应用到刚体,所得结果就是111页(4.1.)(4.2.)和(4.3.)。由于刚体的自由度是6,三大 定理有七个方程,取其中六个方程就足以决定刚体的运动了。 鉴于刚体内部约束的特点(任意两质点间的距离保持不变),内力所作的功为零(证明见后) 动能定理(4.3)式已经得到化简;内势能一般取决于各对质点间的距离(而与相对的取向无关),因 而内势能也是常数,可以不予考虑(相当于调整计算势能的零点,使内势能为零) 刚体内力所作功为零的证明: F=F,F,是质点j作用于质点i的力,沿这两个质点的连线,满足F=-F 因而可表为F=n(-),(=):于是可计算成对内力所做的元功:

掌握结构体系动力自由度数目的确定；熟练掌握计算单自由度体系自由振动的刚度法和柔度法；掌握无阻尼单自由度体系在简谐荷载作用下的动力反应的计算方法；熟练掌握计算两个自由度体系自由振动的刚度法和柔度法；了解两个自由度体系在简谐荷载作用下的受迫振动；了解阻尼对振动的影响