一般力学:是有限自由度系统的运动及其控制,有时它包含一个或多个无限自由度子系统。
一般力学
generalmechanics
一般力学的对象主要是有限自由度系统的运动及其控制,有时它
包含一个或多个无限自由度子系统。它包括运动稳定性理论、振动理
论、动力系统理论、多体系统力学、机械动力学等,其中运动稳定性
理论源出于对天体的形状及轨道稳定性问题的研究。Lyapunov的工作
是经典之作,本世纪中叶出现的自动控制理论深得其益,其思想及方
法至今仍在许多学科中被引用。振动理论及机械动力学为机械工业
(广义的)的发展解决了众多的问题。动力系统理论则已成为目前方兴
未艾的非线性科学的重要组成部分。为分析运动稳定性及动力系统行
为而形成的摄动法、分叉理论、非线性振动分析方法等不仅影响到力
学其他分支,也影响到很多其它学科。在机械动力学中,系统地研究
了转子系统的动力学,使得目前极为广泛使用的各种旋转机械的设计
制造成为可能。振动理论为消除各种机械的有害振动和噪声提供了理
论指导,否则诸如消除潜艇的噪声和设计制造出噪声很低乘坐舒适的
现代轿车是不可能的。另一方面,各种利用有利振动的工程机械也被
广泛使用。
但是,随着技术的发展,新问题仍层出不穷。随着各种机器人的
日益广泛采用,不仅需要研究组成机器人的多体系统的运动和控制,
而且还要考虑某些部件的弹性,否则不能保证其定位精度。人造卫星
往往带有尺寸很大的柔性部件和液体。为保证其稳定性,传统的运动
稳定性理论已不能解决问题,需要有能分析这类既有刚体,又有可大
变形的柔体及液体的系统的理论和方法。高速列车的速度越来越快,
车辆(包括单车和列车)运行时的平稳性是必须保证的。现有的理论在
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