刚体自由度计算公式

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问题描述:

刚体自由度是什么

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2023-10-23 15:56:22

一个刚体在空间任意运动时,可分解为质心 O’ 的平动和绕通过质心某直线的定轴转动,它既有平动自由度还有转动自由度。确定刚体质心O’的位置,需三个独立坐标(x,y,z)—自由刚体有三个平动自由度 t = 3;

确定刚体通过质心轴的空间方位──三个方位角(α,β,γ)中只有其中两个是独立的──需两个转动自由度;另外还要确定刚体绕通过质心轴转过的角度θ──还需一个转动自由度。这样,确定刚体绕通过质心轴的转动,共有三个转动自由度 r = 3。所以,一个任意运动的刚体,总共有6个自由度,即3个平动自由度和3个转动自由度,即i = t + r = 3 + 3 = 6

其他答案

2023-10-23 15:56:22

刚体的自由度是指其可以在空间中独立运动的数量。对于一个刚体,其自由度的计算公式为6-约束条件的数量。约束条件可以是几何约束(如固定点、固定轴)或运动约束(如约束速度、约束加速度)。

例如,一个完全自由的刚体没有任何约束条件,其自由度为6;而一个固定在地面上的刚体有3个几何约束条件(固定点),其自由度为6-3=3。刚体的自由度计算对于机械系统的分析和设计具有重要意义。

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