不倒翁的动力学分析

摘要：

为了潜在的工程应用以及为不倒翁类儿童玩具的设计计算提供参考,建立了不倒翁在圆形曲面上作纯滚动时的动力学方程,给出了其作纯滚动且能回摆的限制条件,分析了其稳定性.求出了其在水平面上作纯滚动时主要动力学参数计算公式,借助软件具体分析了一个不倒翁的运动特征,绘制了其主要动力学参数曲线.发现其角速度α、角加速度α和法向反力Fn随初始摆角α0递增,而切向摩擦力Ft则随初始摆角α0递减;当α0介于0与0.12rad之间时,摆动周期T与α0近似呈线性关系,且T≤1.01s;当α0超过0.12rad时,T与α0呈非线性关系,且T＞1.01s;当α0趋近于π时,T趋近于无穷大.

关键词：理论力学、动力学、不倒翁、临界曲线

所属期刊栏目：26

分类号：G4 ;TP3

资助基金：重庆科技学院本科生教育教学改革研究项目CK2011B25;研究生教育教学改革研究一般项目YJG2014y008

在线出版日期：2016-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：85-88