圆形支承面上不倒翁的力学特性分析

摘要

cqvip:为方便不倒翁类玩具或类似工业产品在设计时对其力学特性的分析,文章进一步优化了不倒翁的动力学微分方程和滑动临界曲线以及翻转临界曲线,较详细地给出了各力学参数的计算公式,分析了不倒翁各力学参数与支承面的凸凹性的关系。主要结论是:(1)在凸面上,角速度、周期、角加速度、临界滑动初始摆角和临界翻转初始摆角随凸面的半径增大而增大,但始终比在凹面上的小;切向反力和临界滑动所需静摩擦因数随凸面的半径增大而减小,但一般比在凹面上的大。(2)在凹面上,角速度、周期、角加速度和临界滑动初始摆角随凹面的半径增大而减小;切向反力随凹面的半径增大而增大。(3)法向反力随支承面的凸凹性的增减关系还与摆角有关。