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瞬心英文解釋翻譯、瞬心的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 instantaneous center(of rotation)

分詞翻譯:

瞬的英語翻譯:

twinkling; wink

心的英語翻譯:

heart; centre; feeling; intention; mind
【醫】 cardia-; cardio-; cor; heart

專業解析

在機械工程領域,"瞬心"(instantaneous center)指剛體平面運動中瞬時速度為零的點。該概念由法國物理學家讓·勒朗·達朗貝爾于18世紀首次系統描述,現已成為機構運動學分析的核心工具。

從數學定義來看,若剛體上兩點A、B的速度向量分别為$v_A$和$v_B$,則瞬心P的位置滿足: $$ v_P = vA + omega times r{AP} = 0 $$ 其中$omega$為剛體角速度,$r_{AP}$為A到P的位矢(據《機械原理》第7版,高等教育出版社)。

工程實踐中瞬心分析主要應用于:

  1. 四連杆機構設計:确定構件相對運動的旋轉中心
  2. 車輛動力學:計算轉向時車輪的瞬時回轉中心
  3. 機器人運動學:規劃機械臂末端執行器軌迹(參考ASME Journal of Mechanisms and Robotics)

以汽車轉向系統為例,根據SAE J670标準,前輪轉向時形成的瞬心軌迹直接影響車輛最小轉彎半徑。德國工程師協會(VDI)發布的《機構學手冊》指出,瞬心位置偏差超過2mm将導緻輪胎異常磨損。

網絡擴展解釋

瞬心(Instantaneous Center of Velocity)是剛體平面運動中的一個重要概念,指某一瞬時剛體上速度為零的點,或兩物體相對運動時速度相同的重合點。以下從定義、特性、确定方法及應用等方面詳細解釋:


一、定義與核心特性

  1. 定義
    瞬心是剛體在平面運動時,某一瞬間速度為零的點。此時,剛體的運動可視為繞該點的純轉動。

  2. 存在性
    剛體平面運動中,隻要運動不是純平移,必存在唯一瞬心。平移時瞬心位于無窮遠處。

  3. 瞬時性
    瞬心的位置隨時間變化,僅在特定瞬時有效,下一時刻可能改變。


二、确定方法

  1. 幾何法

    • 已知兩點速度方向時,作兩速度方向的垂線,交點為瞬心(如車輪純滾動時,瞬心在接觸點)。
    • 若兩點速度方向平行且大小不等,瞬心位于速度矢端連線的交點(需結合比例關系)。
  2. 速度分析法
    通過剛體上兩點的速度矢量關系,利用速度投影定理或基點法推導瞬心位置。


三、分類

  1. 絕對瞬心
    相對于固定參考系速度為零的點(如地面上的車輪接觸點)。

  2. 相對瞬心
    兩運動物體間的共同瞬心,用于分析相對運動(如齒輪齧合點)。


四、應用場景

  1. 機構速度分析
    簡化連杆機構、凸輪機構的速度計算(如四杆機構中利用瞬心法求構件角速度)。

  2. 機械設計優化
    通過瞬心軌迹預測運動特性,避免幹涉或優化傳動路徑。

  3. 運動學建模
    在機器人、車輛動力學中,瞬心用于描述關節或車輪的瞬時運動狀态。


五、示例說明


瞬心是運動學分析的關鍵工具,通過簡化複雜運動為瞬時轉動,顯著提升計算效率。其動态變化的特性需結合具體運動條件綜合判斷。

分類

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