转动-振动耦合

✍ dations ◷ 2025-06-29 00:49:23 #自2019年4月缺少来源以彰显关注度的条目


旋转振联(Rotational–vibrational_coupling)发生在一物体的转动频率接近其自然共振频率时。例如二个以弹簧相连的物体,以其质心为圆心旋转,同时弹簧本身周期性延展及压缩,就可能会有旋转振联的情形。

在旋转振联中,会出现角速度的振荡。当弹簧施加的力使得转动的物质靠近转动中心时,弹簧弹力(向心力)做功,使得储存在弹簧中的应变能转化为物质的动能。因此,角速度会增加。该弹簧施加的力不会一直将转动物质拉近旋转中心。旋转物质靠旋转中心越近,弹簧施加的弹力越弱,物体的速度也在增加。在某一点的物体的速度增加足够多以至于物体开始再次摆动,进入储存应变能的阶段。

在 直升机的设计中必须包含减震装置,因为在特定的角度,旋转振联会引起螺旋桨的速度振动,如果没有减振装置,振动会引起螺旋桨松动,从而导致灾难的发生。

当谐振子在其原点时,系统的所有能量就转换为动能。 当谐振子离原点最远的时候,系统的所有能量都转换为势能。在谐振过程中,系统的能量在动能和势能之间来回变换。

实际的弹簧会有摩擦力。对于实际的弹簧,振动将因阻尼而变慢,最终的情况是两质量体以恒定的距离彼此相互转动,弹簧的张力恒定。

以下推导的简化条件为:不考虑弹簧本身的质量,该弹簧是理想弹簧;回复力随弹簧延展线性增加。也就是说,回复力与物体离旋转中心的距离成正比。具有这一特征的恢复力被称为简谐力(harmonic force)。

以下是位置的参数方程,时间的函数,描述旋转质量的运动:

该运动是时间的函数也可以看作是两种圆周运动的向量组合。 参数方程(1)和(2)可以改写为:

进行坐标变换,减去圆周运动,留下有偏心率的椭圆轨道。偏心中心位于距主轴中心 ( a + b ) / 2 {\displaystyle (a+b)/2} 处:

Category:动力系统

相关

  • 硬度在材料科学中,硬度指“固体材料抗拒永久形变的特性”。材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力,是比较各种材料软硬的指标。由于规定了
  • 古典希腊语古希腊语(古希腊语:Ἑλληνικὴ γλῶττα) 指代公元前9世纪至公元6世纪所有以口头及书面为载体的古希腊语族的方言,时间上包括公元前9世纪至公元前6世纪的古风时期,公元
  • 地形雨降水是指在大气中冷凝的水汽以不同方式下降到地球表面的天气现象。大气中的水汽几乎全部集中于对流层中,温度越高,大气可以容纳的水汽含量就越多,反之就越少。一定温度下,当空气
  • 宁园南开大学宁园,又名陈省身故居,是南开大学为数学家陈省身到天津定居而在八里台校区校园中修建的别墅。2000年1月,陈省身正式定居于此,并获得中国永久居留权。
  • 全南县全南县(旧称“虔南”,1957年更名为“全南”)位于中国江西省南部,是赣州市下辖的一个县。清朝光绪二十九年(1903年)析龙南县之大龙、新兴堡和信丰县之镇南、扬溪、步口、回戈堡设置
  • 财务管理财务管理(英语:Financial Management)是对组织内的资金需要及资金筹措提供可能性的调整活动。在英文中,有时也叫Finance。但是,和金融不同,财务管理注重公司的资金需求和筹措、资
  • 化学当量当量(符号为:eq 或Eq),有时又称为摩尔当量、克当量,是一个在化学或生物科学中使用的单位,用于表示物质的量。当量正式定义为一个物质的量,它可以是:一物质含一当量所需要的质量,称为
  • 卡里布-塔基国家森林卡里布-塔基国家森林(英语:Caribou-Targhee National Forest)是美国的一处国家森林,1903年建立,位处怀俄明州、爱达荷州(犹他州也有一小部分),占地面积超过2.63 × 106英亩(10.6 ×
  • 亚吉铁路亚吉铁路是连接非洲埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴和吉布提首都吉布提市的铁路,为两国共同所有,目前也分别是两国唯一的铁路。2016年开通后,成为非洲第一条跨国标准轨电气化铁路,全
  • 植物的诱导抗性植物的诱导抗性是植物防御植食者的基本策略之一,它使得植物只在需要的时候、需要的部位产生必要数量的防御物质,从而节省能量。抗性的诱导在反应、效果、信息等方面具有很高的