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讨论一个基础的动力学问题

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发表于 2015-10-17 11:37:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 aysuio 于 2015-10-17 11:42 编辑 / N% @, W+ T) c; x

' V5 L/ i' e( i已知:任意向量a和任意向量b在空间内一任意坐标系XYZ下的坐标。(原点是O)+ i7 k# G/ s: H; x6 [9 K) m
求:向量a 围绕向量 b转动 theta角度后,向量a在该坐标系下的坐标
  v5 |' {  r4 Z3 ?: n& W) y' K( D3 l( S$ w1 @- @2 p2 ?  ?
提示:
1 i6 X) [) Q. _3 A该问题主要涉及到坐标系的变换。(这绝对是动力学中基础的基础,也是核心的核心,不会这个,其他不要谈了。复杂点的动力学分析直接抓瞎)
$ b# p' B6 c: }3 ~5 }
2 k, N0 g' f4 Y5 B% G/ E
5 H' ?, D1 C# v  q  T. [; o
7 h4 J1 h3 N6 X/ B4 Q5 x/ K补充内容 (2015-10-17 20:16):
- d8 Z- F& O" x9 s% u* M  [通过该题主要是想说,坐标变换非常重要。这是 经典动力学计算的基础啊。当然,你要是用拉格朗日方程来解,可以避开很多局部坐标系的问题。但是这仍然是基础
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发表于 2015-10-17 11:53:40 | 显示全部楼层
应该是把极坐标固定在相量B上去求解,这个是数学了。

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哈哈,没错,大体思路就是这样的。厉害。是偏于数学问题了,但动力学的基础还是数学:P  发表于 2015-10-17 19:40
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发表于 2015-10-17 12:57:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 zsddb 于 2015-10-17 13:00 编辑 + w5 u% j; E$ A4 w
) }7 {+ e; W, g- h! G! n1 b
兄弟,你要讨论的目的昭然若揭,不过我还是给你说说,你的题目出错了,你应该这样出,已知a,b,但a,b之和为定值,其他不变,在来讨论。
. s" w. K/ f& n) r/ K其实不该告诉你的,这你都还想不出来,就不用混了~

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大侠,多谢回复啦。小弟愚钝,真不知道你这样出是啥目的。请大侠指教。小弟还没混,准备开始混。因为a,b之和为定值,对我出题的目的没啥影响。咱们讨论讨论。我先把我的思路贴了  发表于 2015-10-17 19:38
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发表于 2015-10-17 14:08:51 | 显示全部楼层
本帖最后由 footleft 于 2015-10-17 14:10 编辑
/ x; V. w5 k, ]3 r' t" `
/ v8 c! |) I5 T- ~这是哪跟哪啊?这个东西是动力学问题??我是不是可以说学习认识阿拉伯数字是天文学问题,没有阿拉伯数字作为基础,怎么算红外移?怎么理解宇宙大爆炸?

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大侠批评的是,不过我说的没扯那么远,这是切实相关的。之后做运动分析和动力分析,坐标系变换还是需要的哈哈。说来挺气,为啥纠结这个,我已经把思路贴了,你会解么??解给我看看我就服你  发表于 2015-10-17 20:21
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发表于 2015-10-17 14:10:28 | 显示全部楼层
楼主你题目出的太不严谨了,向量有坐标?你知道向量是什么吗?你是不是想说矢量场啊

点评

- -我不知道啊,我以为向量矢量是一个东西,叫vector,向量没有坐标吗?大侠你给我解答解答,补补我的小学数学  发表于 2015-10-17 19:30
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发表于 2015-10-17 14:31:56 | 显示全部楼层
明显就是数学问题嘛
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 楼主| 发表于 2015-10-17 20:11:08 | 显示全部楼层
我解这个问题的思路是这样:
7 C: q! H5 M$ s( l1 Y
) [" d+ U1 x& Y4 e$ S首先题目忘说了:XYZ是卡迪尔坐标系。+ b/ W& k0 u' i7 r
+ L/ G+ U+ U8 v. p, i9 D
我假设一个局部坐标系,也是卡迪尔坐标系,将局部坐标系的原点O`与b一端点重合,Z轴正方向与b向量方向重合。然后问题可以化简为a绕局部坐标系Z轴转动theta角(假设a在局部坐标系下的坐标)# ^; L! e+ M3 J4 Y

$ q" H  G1 C1 Z8 b; M由以上假设可以推出 a绕b旋转theta角在局部坐标系下坐标,记为a1。(这中间涉及了绕轴旋转theta角后如何求坐标的问题,比较简单,当然用兰月刀大侠的极坐标更容易一点,但最后要转化为卡迪尔坐标系下坐标)
( F! I  A% C( \+ n/ C% L$ h' N( L0 V+ N# }% X) D' b1 `% w* C
接下来:坐标系转换之一---旋转( Y4 T3 m6 N. s2 T* p. `; J

+ i+ x+ R4 P/ Y5 m3 L, b(为了帮助理解我假设一个“中间坐标系”,这个坐标系原点O``与局部坐标系重合,但其X'',Y'',Z''轴分别于XYZ坐标系XYZ轴平行,且方向相同)
/ }" a1 u4 q( A& d7 {求a1向量在X''Y''Z''坐标系下的坐标:a1坐标前乘以旋转矩阵[R](注意要根据自己列的式子相乘,我列的是矩阵,所以乘以[R]之前也乘了个坐标矩阵),可得该坐标系下a向量坐标,记为a2
9 A3 c& T3 N( ?0 O[R]是3X3的向量。矩阵其中每一元素代表原坐标系和现坐标系3根轴角度的cosine值
7 Z( p& e1 h6 t) A% L) {+ Z. D8 a% Q5 v8 _
坐标变换之二:平移
( U" K, H- Y: E$ v, K4 Z# a: Y' n
1 A/ H6 S: o+ u  K现在讲X''Y''Z''下的a2坐标转换到XYZ下的a坐标
7 J1 P' ?" G9 t/ y2 D
3 o4 ]' j8 V9 W这个问题就简单了。向量相加的问题。
  c0 R, c9 I# N( g( V& Mo''在XYZ下坐标记为O1.
4 B- u) X6 E- y$ \: ?a向量旋转theta角后在XYZ坐标系下坐标表示为:a=a2+O1
* @( G# q1 k: [' A0 P/ l5 k: D: N; v5 V5 X. d, q' Z" q% o3 v
PS:其他大侠有其他想法吗,就像lanyuedao大侠那样。
* q: o1 ]! p0 y7 p  L( F6 k( H2 k- x( u; C) y+ ?

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多谢大侠指点啦。这点儿东西我自己能弄懂,关键大侠不是给了方向嘛,这才是关键:D  发表于 2015-10-17 20:38
在想问,就拿着米来找我  发表于 2015-10-17 20:36
啮合运动的关键的一点是a+b为定值,而不是a,b为定值。行了,到此为止~  发表于 2015-10-17 20:34
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发表于 2015-10-24 10:52:31 | 显示全部楼层
李特文齿轮啮合原理讲坐标变换变换,就是用这个例子讲的  一模一样

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所以一通百通,数学通了,有时候机械具体问题很快就通了  发表于 2015-10-25 09:17
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发表于 2015-10-25 08:22:19 | 显示全部楼层
三维空间的数学问题,还没解过,跟二维的解法差不多吧
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发表于 2015-10-29 22:20:36 | 显示全部楼层
大哥您是 在海外啊!我淡定的屁啊,当初抱着希望去面试失望而归,投简历也没人要。我就是一届凡夫俗子 不求甚解。跑书里面寻求一点安慰,. w* p/ N# R7 \5 E5 B$ O) |- k- g1 N
坐标变换在线性代数我看见过,还有一本理论力学开头就写旋转坐标系,我也看过啊,坐标变换一个就是过度矩阵,当然我仅仅到此处,我不太可能做的那么深,2 U4 R/ q4 p$ t/ H1 B
大哥您是做研究生吧?

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找到好工作啦,就别整啥研究生这种“狗牌”,没用。当然,要是没有找到好工作,没办法,就得弄个。别觉得中国奇葩,国外和咱们一样,都看的。过几年你牛逼了,没谁看你学历了。  发表于 2015-10-29 23:56
记得论坛有人传过一本动力学的书,通篇就在玩儿这个过度矩阵。我算啥,垃圾硕士,不提也罢。不管干啥都是为了找工作。如果哈五大侠你才大三,找不到好工作,准备考研,准备出国都行。别凑合,烂公司很难搞东西的  发表于 2015-10-29 23:53
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