多剛體系統

—般力學研究的對象，它是由兩個或兩個以上剛體通過鉸鏈等約束互相聯繫在一起而構成的力學系統。腳踏車通常可看成一個多剛體系統；人體在某種意義上也可以簡化成一個多剛體系統。在工程技術上，一個典型的例子是卡登懸架上的陀螺儀。它是由三個剛體——外環、內環.轉子互相約束在一起而成，可使陀螺儀轉子具有空間轉動的三個自由度，過去曾長期認為，高速自轉的平衡對稱卡登陀螺儀和單剛體陀螺儀的理論模型沒有本質區別，具有所謂“定軸性”但實際上，理論研究和精密的實驗研究都已證明這個想法是錯誤的。平衡對稱卡登陀螺儀的空間定向大都具有里雅普諾夫意義下的不穩定性（見運動穩定牲）。卡登陀螺儀和單剛體陀螺儀模型有本質區別，只有通過多剛體系統模型的研究才能正確解釋卡登陀螺儀的動力學特徵。

基本介紹

• 中文名：多剛體系統
• 外文名：multibody system
• 學科：力學
• 類型：力學系統

分類

對於多剛體系統，按其內部聯繫的拓撲結構，有所謂“樹’’型和"非樹”敢（包含有閉鏈）之分；按其同外界的聯繫情況，則有“有根”和“無根”之別。利用圖論的工具可以一般地分析多剛體系統的構造，建立系統的數學模型和動力學方程組。也可從分析力學中的高斯原理出發，用求極值的最佳化算法直接求解系統的運動和鉸鏈反力。由於問題複雜，無論採用哪一種方法，多剛體系統的研究都離不開電子計算機。

價值

現代太空飛行器、機器人、人體和仿生學中關於動物運動規律的研究等等都提出了多剛體系統的一系列理論模型作為研究對象。依照多剛體系統動力學的理論和方法，廣泛採用電子計算機對這些模型進行研究，對於精確地掌握這些對象的運動規律是很有價值的。