
【化】 coplanarity
altogether; common; general; share; together
【醫】 sym-; syn-
flat; plane; surface
【醫】 flat; plane; planum
在幾何學和工程學中,共平面性(Coplanarity) 指一組點、直線或向量位于同一二維平面内的空間關系。其核心概念是:若多個幾何元素能在三維空間中完全嵌入一個平面,則它們具有共平面性。以下是詳細解釋:
多個點、直線或向量存在于同一個平面内的性質。數學上可通過向量運算或行列式為零判定,例如三點共面的充要條件是它們構成的向量混合積為零。
點共面條件:
四個點 (A(x_1,y_1,z_1)), (B(x_2,y_2,z_2)), (C(x_3,y_3,z_3)), (D(x_4,y_4,z_4)) 共面的充要條件為:
$$ begin{vmatrix} x_2-x_1 & y_2-y_1 & z_2-z_1 x_3-x_1 & y_3-y_1 & z_3-z_1 x_4-x_1 & y_4-y_1 & z_4-z_1 end{vmatrix} = 0 $$
來源:劍橋大學工程數學教材
向量判定法:
三個向量 (vec{a}), (vec{b}), (vec{c}) 共面當且僅當标量三重積為零:
$$ vec{a} cdot (vec{b} times vec{c}) = 0 $$
來源:MIT線性代數公開課講義
機械制造:
在機床加工中,零件表面的共平面性誤差需控制在微米級,以确保裝配精度。例如,氣缸蓋與缸體的接觸面必須滿足共平面性公差。
來源:ASME機械設計标準
電子工程:
印刷電路闆(PCB)的焊盤需保持共平面性,避免焊接時出現虛焊或短路。行業标準IPC-A-610規定,貼片元件焊盤的共平面性偏差應小于0.1mm。
來源:IPC電子組裝标準
航空航天:
飛機機翼的翼肋安裝面必須滿足共平面性要求,以保障氣動性能與結構強度。
來源:NASA結構設計手冊
幾何學基礎:
《幾何原本》(歐幾裡得)首次系統闡述平面幾何公理,為共平面性提供理論基石。
來源:斯坦福大學幾何學數字檔案
工程标準:
ISO 1101:2017《幾何産品規範》明确定義了平面度公差(含共平面性要求)。
來源:國際标準化組織(ISO)官網
學術研究:
劍橋大學工程系研究指出,共平面性檢測算法在機器人視覺定位中的關鍵作用(如SLAM技術)。
來源:劍橋大學工程系期刊
通過以上定義、數學原理及多領域應用,共平面性作為基礎幾何概念,在工程實踐中直接影響精度與可靠性。
共平面性(又稱共面性)指多個對象或結構在三維空間中處于同一平面的特性,這一概念在不同學科中有不同應用:
指行星公轉軌道面高度接近同一平面的現象,如太陽系八大行星軌道與黃道面的夾角均小于7°。其成因與太陽系形成初期的原始吸積盤有關:星雲因引力與角動量平衡坍縮為扁平盤狀結構,行星在此盤中凝聚形成。
描述分子内多個原子處于同一平面的結構特性,例如:
指多引腳器件(如QFP、BGA)的引腳底面是否處于同一平面,通常用最大偏移距離衡量。共面性不良會導緻焊接缺陷。
共平面性在不同領域均強調“空間一緻性”:
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