回转支承三维模型(刚体转动模型)

海潮机械 2023-01-28 14:40 编辑:admin 233阅读

1. 刚体转动模型

一个转动的球能否看作质点要分情况确定。所谓质点,是物理学中研究物体运动的一种理想模型,可以忽略自身大小的有质量的点。

当转动的球的自身尺寸与其运动半径相比可以忽略时,比如研究地球绕太阳转动时,可忽略地球的半径及自转影响;当转动的球的自身大小影响到对其运动的研究结论时,如研究置于墙角处球的转动时就不能看作质点。

2. 刚体转动受力分析

刚体,运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。绝对刚体实际上是不存在的,只是一种理想模型,因为任何物体在受力作用后,都或多或少地变形,如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小,在研究物体运动时变形就可以忽略不计。

力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。力和力臂的向量积为力矩。力矩是矢量。力对某一点的力矩的大小为该点到力的作用线所引垂线的长度(即力臂)乘以力的大小,其方向则垂直于垂线和力所构成的平面用力矩的右手螺旋法则来确定。力对某一轴线力矩的大小,等于力对轴上任一点的力矩在轴线上的投影。

所以,刚体和力矩的区别:刚体,运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。绝对刚体实际上是不存在的,只是一种理想模型,因为任何物体在受力作用后,都或多或少地变形,如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小,在研究物体运动时变形就可以忽略不计。力矩表示力对物体作用时所产生的转动效应的物理量。力和力臂的向量积为力矩。力矩是矢量。力对某一点的力矩的大小为该点到力的作用线所引垂线的长度(即力臂)乘以力的大小,其方向则垂直于垂线和力所构成的平面用力矩的右手螺旋法则来确定。力对某一轴线力矩的大小,等于力对轴上任一点的力矩在轴线上的投影。

3. 刚体转动实例

刚体运动的简单形态(见机械运动)。它在动力学上有两层意义:

①当刚体满足平动的动力学条件时 ,刚体所作的实际运动。

②刚体作一般运动时所分解出的平动部分。刚体平动时,其中各质点的轨迹、速度、加速度全一样,所以可用刚体质心的运动来代表。

应用质心运动定理 ,可建立刚体平动的运动微分方程:,式中M为刚体质量;为刚体质心加速度;F为作用在刚体上所有外力的主矢。刚体实际作平动的动力学条件是:F必须通过质心,且刚体绕质心的初始角速度为零。当不满足上述条件之一时 ,刚体作一般运动。刚体平动的运动微分方程和质点的运动微分方程形式上完全一致。刚体动力学中有特征的内容乃是对刚体转动规律的研究。

4. 刚体转动力学

刚体在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。

绝对刚体实际上是不存在的,只是一种理想模型,因为任何物体在受力作用后,都或多或少地变形,如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小,在研究物体运动时变形就可以忽略不计。

把许多固体视为刚体,所得到的结果在工程上一般已有足够的准确度。但要研究应力和应变,则须考虑变形。由于变形一般总是微小的,所以可先将物体当作刚体,用理论力学的方法求得加给它的各未知力,然后再用变形体力学,包括材料力学、弹性力学、塑性力学等的理论和方法进行研究。

5. 旋转体模型

1、电脑打开AutoCAD2007版本。

2、打开CAD之后,进入布局页面。

3、在底部命令栏中输入UCS命令,按空格确定命令。

4、然后输入Z,按空格确定。

5、确定Z命令后,就可以输入要旋转的角度了,输入角度按空格确定。

6、确定角度后,输入plan,按空格确定。

7、然后再输入C,按空格确定。

8、确定C之后,图形就能旋转但模型不旋转了。

6. 刚体运动模型

刚体:实际固体的理想化模型,即在受力后其大小、形状和内部各点相对位置都保持不变的物体。

力偶:一般,将大小相等,方向相反但不共线的两个平行力组成的力系,称为力偶,力偶是一种只有合转矩(所有转矩的总合),没有合力的力系统。

剪切定律:由试验得知:当切应力在小于弹性极限时,切应力与切应变成正比 物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。

在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。

7. 刚体是转动运动研究中引入的模型吗

概念: 定轴转动:定轴转动,即转轴固定不动的转动。 刚体定轴转动:刚体内有一直线保持不动的运动,简称转动。这固定的直线称为刚体的转轴。显然,刚体内的其他各点分别在垂直于转轴的各平面内作圆周运动,圆心都在转轴上。 刚体转动惯量的大小与下列因素有关: (1)形状大小分别相同的刚体质量大的转动惯量大; (2)总质量相同的刚体,质量分布离轴越远转动惯量越大; (3)对同一刚体而言,转轴不同,质量对轴的分布就不同,转动惯量的大小就不同。 刚体定轴转动的运动特点: 刚体定轴转动定律:刚体定轴转动定律是指刚体定轴转动定律刚体所受的对于某定轴的合外力矩等于刚体对此定轴的转动惯量与刚体在此合外力矩作用下所获得的角加速度的乘积。 公式:Mz=Jβ 其中Mz表示对于某定轴的合外力矩,J表示刚体绕给定轴的转动惯量,β表示角加速度。 转动轴是固定的