自由度 (工程学)
在結構力學上的自由度（Degrees of freedom），或稱動不定度（Degrees of kinematic indeterminacy），意指分析結構系統時，有效的結構節點上的未知節點變位數。其中稱之為「有效」是因為結構構件上的任一點，都應有機會具有自由度，一般只選擇其中對分析整體結構有用的節點變位來討論，而稱為「未知」則因為為求解容易，通常儘可能減少自由度的數量，因此扣除已知的變位。 自由度的分類 自由度大致有兩種型式： #…
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共 13 篇文章
歐拉運動定律
歐拉運動定律（）是牛頓運動定律的延伸，可以應用於多粒子系統運動或剛體運動，描述多粒子系統運動或剛體的平移運動、旋轉運動分別與其感受的力、力矩之間的關係。在艾薩克·牛頓發表牛頓運動定律之後超過半個世紀，於1750年，萊昂哈德·歐拉才成功地表述了這定律。 剛體也是一種多粒子系統，但理想剛體是一種有限尺寸，可以忽略形變的固體。不論是否感受到作用力，在剛體內部，點與點之間的距離都不會改變。 歐拉運動定律也可以加以延伸，應用於可變形體內任意部分的…
螺纹接点
螺纹联接或螺纹接头是一种使用在建筑中的自由度运动副。 螺纹接头提供单一的轴平利用螺纹的 螺杆 提供这样的翻译。這種類型的接頭主要用於大多數類型的線性致動器和某些類型的笛卡爾機器人。 螺旋接頭有時被認為是一種單獨類型，但它實際上是螺栓接頭的變體。不同之處在於，其使用螺釘而不是螺栓，因此在其中一個接合部件中需要內螺紋。這可以節省空間，然而，線程的連續重用可能會損壞線圈，從而使整個部件无法使用。 参见 生物螺絲接头 圓柱接點 自由度 (工程学…
圓柱接點
圓柱接點（cylindrical joint）是有兩個自由度的运动副，屬於面接觸的低對，可用在機構中。圓柱接點可以提供一維軸向的滑動功能以及單軸的旋轉功能，因此連接的二個剛體可以滑動及旋轉。像桌上足球裡，玩家可以操縱裝有球偶的球桿，使球桿左右移動，或是旋轉球桿，讓球偶攻擊或防守，這二種運動方式正和圓柱接點的自由度相同。 類似圓柱接點的运动副有旋轉接點和稜柱接點，但都只有一個自由度，旋轉接點只有單軸旋轉功能，而稜柱接點只有一維軸向的滑動功…
刚体
位置与其取向（最多有六个自由度）。]] 在物理学裏，理想刚体（）是一種有限尺寸，可以忽略形变的固体。不论是否感受到外力，在刚体內部，質點與質點之间的距离都不会改变。这种理想模型适用条件是，运动过程比固体中的弹性波的传播要缓慢得多。根據相對論，這種物體不可能實際存在，但物體通常可以假定為完美剛體，前提是必須滿足運動速度遠小於光速的條件。 在经典力学裡，刚体通常被視為连续质量分佈体；在量子力学裏，刚体被視為一群粒子的聚集。例如，分子（由假定…
自由度 (物理学)
在力學裡，自由度（）指的是力學系統的獨立坐標的总數。 例如，一個質點在三維空間中的運動，可由笛卡爾坐標系的 x,\ y,\ z\,\! 或球坐標系的 r,\ \theta,\ \phi\,\! 来描述。无论选择什么坐标系，獨立坐標的数量总是确定的，这个定量3即为该质点的自由度。一般而言，N\,\! 個質點組成的系統由 3N\,\!個坐標來描述。但系統中常常存在著各種約束，使得這 3N\,\! 個坐標並不都是互相獨立的。對於 N\,\! …
旋量理論
旋量理論（Screw theory）也稱為螺旋理論，是剛體動力學的理論，計算一對向量（對偶向量，dual vectors。 旋量理論針對線的幾何學提供了一套數學表述的方式，這是刚体动力学的核心概念，空間中的線包括有空間運動中的，以及力的作用線。構成一條線的普吕克坐标的對偶向量，可以定義單位旋量（unit screw），一般旋量（general screws）可以用單位旋量上乘以一對實數，以及向量加法來得到。 有許多旋量理論中的定理。tr…
牛顿-歐拉方程式
经典力学裡的牛頓-歐拉方程式是描述刚体的移動動力學以及旋轉動力學。 傳統上牛顿-歐拉方程式會和兩個有關剛體的歐拉運動定律一起出現，以矩阵和行向量的形式，表示為有六個元素的單一方程。這些定律和剛體質心的運動，以及作用在剛體上力和力矩有關。 質心框架 考慮一坐標框架，其原點和物體的質心重合，而力矩作用在質心上，此座標也是惯性参考系，力和力矩和其物體運動的關係如下： : \left(\begin{matrix} {\mathbf F} \\ …
欧拉方程 (刚体运动)
在物理学上，欧拉方程是研究刚体转动的重要工具。为了简化计算，可以选取相对于惯量的主轴坐标为体坐标轴系，因为此时可以将角动量的变化分成分别描述\mathbf{L}的大小变化和方向变化的部分，并进一步将惯量对角化。 这些方程是: : \left(\frac{d\mathbf{L}}{dt}\right)_\mathrm{relative}+\mathbf{\omega}\times\mathbf{L}=\frac{d\mathbf{L}}{…
旋轉接點
旋轉接點（revolute joint）也稱為销接點（pin joint）或樞紐接點（hinge joint）是一種用在機構中，單自由度的运动副。旋轉接點可以使元件延著一個軸旋轉，可以用在門的铰链、折疊機構或是其他單軸旋轉的設備中，旋轉接點只允許二元件之間的相對轉動，不允許相對運動。 旋轉接點一般是由銷釘以及肘節接頭組成，兩者之間會有轉動轴承潤滑。旋轉接點的接觸面是圓柱型的，因此屬於低运动副。不過若銷和孔之間的公差太大（為了要可以轉動，…
稜柱接點
稜柱接點（prismatic joint）提供二物體之間的線性滑動運動，在滑動對中會稱為滑塊（如同在裡的用法一樣）。稜柱接點可以用多面體截面的柱（稜柱）來製作，以避免其旋轉。可以參考及滑動軸承的例子。 稜柱接點中二物體的相對運動可由一個物體相對另一物體的線性滑動來定義。稜柱接點的運動方式只有單一參數，因此是一自由度的运动副。 稜柱接點可以提供單軸的滑動，常見於液壓缸或是氣壓缸中。 和其他接點的比較 稜柱接點和圓柱接點不同，兩者都可以在行…
陀螺
陀螺或旋轉陀螺是一種玩具。它可以繞著中心軸旋轉，平衡於陀螺尖端的一點。陀螺是在許多考古遺跡裏最古老的、可被鑑定的玩具之一。自古以來，陀螺也時常被當做賭博與預言的工具之一。有些桌上角色扮演遊戲仍舊用陀螺來製造亂數。使用同樣的道理，也可以使圖釘旋轉。 陀螺的旋轉功能是依靠著陀螺儀原理，將細線緊繞在陀螺的圓柱部位，用力拉甩在地上。大多時候，陀螺會先不穩定的搖晃在地面上，直到陀螺尖將陀螺撐起立直。經過直立的旋轉了一段時間，陀螺的角動量會因为摩擦…
刚体动力学
刚体动力学研究了外力作用下相互连接的物体系统的运动。假设物体是刚性的，这意味着它们在施加的力的作用下不会变形，通过将描述系统配置的参数减少到附着到每个物体的参考框架的平移和旋转来简化分析。这不包括显示流体，高弹性和塑性行为的物体。 刚体系统的动力学由运动学定律和牛顿第二定律（动力学）或其衍生形式拉格朗日力学的应用来描述。这些运动方程的解决方案提供了系统的各个组件的位置，运动和加速度以及整个系统本身的描述，作为时间的函数。刚体动力学的制定…