自由度指的是力学系统的独立坐标的个数。力学系统由一组坐标来描述。比如一个质点在三维空间中的运动,在笛卡尔坐标系中,由 x,y,z 三个坐标来描述;或者在球坐标系中,由 r,θ,ψ三个坐标描述,一般而言,N 个质点组成的力学系统由 3N 个坐标来描述。
但力学系统中常常存在着各种约束,使得这 3N 个坐标并不都是独立的。对于 N 个质点组成的力学系统,若存在 m 个完整约束,则系统的自由度减为s=3n-m。
比如,运动于平面的一个质点,其自由度为 2。又或是,在空间中的两个质点,中间以线连接。所以其自由度s=3x2-1=5。
扩展资料
一个力学系统,它的自由度和独立的动力方程的个数是相同的(动力方程包括平衡方程)。因为一个刚体的平衡条件有6个(其中三个是力的平衡方程,另三个是力矩的平衡方程),所以,刚体的自由度是六。N个自由度的非完整系统的阿佩尔方程正好是N个。
对于完整系统,自由度N=3n-K正好是广义坐标(i=1,2,…,N)的个数,因为它们是相互独立的。对于非完整系统,由于K个约束方程中一定还包含不可积的微分约束,所以自由度N是独立的(广义坐标的微分)的个数。
参考资料来源:百度百科-自由度
结构力学:计算自由度W公式的理解
比如,运动于平面的一个质点,其自由度为 2。又或是,在空间中的两个质点,中间以线连接。所以其自由度s=3x2-1=5。
结构力学的计算自由度是多少,怎么算的啊?
1. 在结构力学中,一个系统的自由度(w)可以通过以下公式计算:自由度(w)= 总独立变量数 - 约束数。2. 具体到这个问题中,假设有3个钢片,每个钢片有3个自由度;3个铰链,每个铰链约束2个自由度;以及4个链杆,每个链杆约束1个自由度。3. 根据上述信息,我们可以计算出自由度(w)= 3(钢...
结构力学动力自由度判断
在结构力学中,求解自由度需要应用两个重要的公式。第一个公式适用于刚片体系,其计算自由度的表达式为:W = 3M - (2H + R)。这里,W代表自由度,M表示刚片数目,H表示铰结点数目,R表示链杆数目。第二个公式适用于铰结点扰昌链杆体系,其自由度的计算公式为:W = 2J - (B + R)。在此公...
结构力学中自由度
1. 计算自由度是指结构中所需约束的数量与实际施加约束数量的差值。2. 当计算自由度W等于0时,结构的的几何稳定性并不一定得到保证。它可能是瞬变体系,尽管约束充分,但条件未满足(例如三个铰点共线)。3. 当计算自由度W大于0时,结构的实际约束少于理论所需的约束,这表明结构存在几何可变性。4...
关于结构力学中计算自由度
我的理解是:计算自由度是结构需要的约束数与实际约束的差。当计算自由度W=0,并不意味着结构就一定是几何不变。也有可能是瞬变体系,约束足够,只是条件不满足(比如三铰共线)。当W>0时,此时结构的实际约束数少于需要的约束数,一定是几何可变。当W<0时,此时结构的实际约束数多于需要的约束数,...
结构力学中自由度怎么算
自由度W = 3*2 - (3*0 + 2*1 + 1*3) = 1 思路二:选择所有杆件(包括地面)作为研究对象,将地面视为一个固定不动的刚片。自由度W = 3*5根单链杆 - (3*0 + 2*7 + 1*0) = 1 思路三:使用最简单的二力杆体系自由度计算公式。自由度W = 2*3个铰(除去支座外的) - 5根...
结构力学中自由度的定义
1. 自由度(实际自由度):它是指一个结构系统在空间中能够独立移动的方式数量。计算公式为实际自由度 = 3 × 刚片数 - 多余约束数。2. 计算自由度:这是在结构分析中用于确定结构静力平衡状态的自由度数量。它通常由刚片数乘以3减去约束数(可能包括必要的约束)来计算。3. 动力自由度:这是描述...
结构力学,怎么计算自由度啊?
计算自由度是把多与约束也考虑进去算的自由度,可直接算出,有2种方法,一种数刚体法,一种数节点法。。自由度是不包括多与约束限定的自由度,通过结构分析得出,有2种方法,一种三刚片三角形法,一种二刚片三链杆法,本题用第二种大地为一个刚片,上面为一个整体大纲片,有4根杆,很显然多了...
结构力学的计算自由度是多少,怎么算的啊?
自由度(w)=3X3-3X2-4=-1个自由度。图中有3钢片,3铰数,4链杆;一个钢片有3个自由度,一个铰约束2个自由度,一个链杆约束1个自由度;所以自由度(w)=3X3-3X2-4=-1个自由度。力学:也称工程力学,是研究宏观物质运动规律及其在工程上的应用的科学,其基本原理是经典力学,是物理学力学...
结构力学中的自由度是什么意思
在结构力学中,实际自由度是指:1. 实际自由度计算:- 实际自由度F等于结构的刚片总数乘以3,再减去结构中的多余约束数。- 公式表达为:F = 3N - R,其中N代表刚片总数,R代表多余约束数。2. 动力自由度:- 动力自由度是指确定结构在空间中的位置所需的独立坐标数的总和,例如x、y、z轴上的...