Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
В предлагаемом обзоре излагаются методы исследования стационарных движений неголономных механических систем. Указанные методы развивают классические идеи Э.Дж. Рауса [1, 2], А. Пуанкаре [3] и А.М. Ляпунова [4, 5]. Общие положения иллюстрируются примерами из динамики твердого тела на абсолютно шероховатой горизонтальной плоскости.

ПОИСК



Кадашевич Ю. И., Помыткин С. П. Эндохронная теория пластичности при учете конечных деформаций

из "Проблемы механики Сборник статей "

В предлагаемом обзоре излагаются методы исследования стационарных движений неголономных механических систем. Указанные методы развивают классические идеи Э.Дж. Рауса [1, 2], А. Пуанкаре [3] и А.М. Ляпунова [4, 5]. Общие положения иллюстрируются примерами из динамики твердого тела на абсолютно шероховатой горизонтальной плоскости. [c.429]
Здесь X G X С R — п-мерный вектор фазовых переменных, х = dx/ /i, i G е [0,+оо), f (х) G X —R . В дальнейшем скалярное произведение двух п-мерных векторов а и Ь будем обозначать (а Ь), а векторное произведение (при гг = 3) обозначим [ах Ь]. [c.429]
Пусть x(i,x ) — решение уравнений (1) с начальными условиями х(0,х ) = = X G X (момент времени i = О можно выбрать в качестве начального, поскольку уравнения (1) не зависят явно от времени). Это решение соответствует некоторому движению рассматриваемой системы, поэтому будем называть его движением x(i, X ) системы. [c.429]
Определение 1.1. Множество Xq С X называется инвариантным множеством системы, если x(i, х°) G Хо для всех i О и произвольного х G Xq. [c.429]
Замечание 1.1. Если dimXo = О, то Xq = х° , где х° G X — неподвижная точка системы (1) (f(x ) = 0), т.е. x(i,x ) = х — установившееся движение системы. [c.429]
Если выполняются последние соотношения и rank (0фо/0х)ф =о = п — d, то множество х е X Фо(х) = 0 — инвариантное множество системы. [c.430]
Определение 1.3. Компактное инвариантное множество Xq системы устойчиво, если для любого сколь угодно малого положительного числа е суш,ествует положительное число 6 такое, что dist (x(i, х ), Xq) для всех i О и произвольного X G X, удовлетворяюш,его условию dist(x, Xo) 5 в частности, установившееся движение x(i, х ) = х устойчиво, если для любого сколь угодно малого положительного числа е суш,ествует положительное число 6 такое, что x(i,x ) — х° для всех i О и произвольного X е X, удовлетворяюш его условию х —х° в противном случае Xq их — неустойчивые инвариантное множество и установившееся движение соответственно. [c.430]
Будем говорить, что интеграл t/o(x) принимает невырожденное стационарное значение на некотором множестве Хо С X для фиксированных значений первых интегралов U(x) = с, если Хо — максимальное связанное подмножество множества х G X 5t/o u= = 0 и (J2t/o u= Ф О для любого х G Хо. [c.430]
Теорема 1.1. [6]. Если один из интегралов системы принимает невырожденное стационарное значение при фиксированных значениях постоянных других интегралов на некотором множестве Хо, то Хо — инвариантное множество этой системы. [c.430]
Замечание 1.4- Движения системы, лежащие на множестве Хо, зависят от времени и совпадают с установившимися, только если dimXo = 0. Тем не менее эти движения можно назвать стационарными, поскольку они доставляют одно и то же стационарное значение одному из интегралов системы при фиксированных значениях других интегралов. [c.430]
Замечание 1.5. Инвариантное множество Хо, доставляющее интегралу стационарное значение при фиксированных постоянных первых интегралов и = = с, зависит от этих постоянных. Это означает, что инвариантные множества Хо образуют некоторое семейство инвариантных множеств Хо(с). Что касается стационарных движений x (i), лежащих на множестве Хо(с), то они, кроме того, зависят от начальных условий х , принадлежащих этому множеству. Это означает, что стационарные движения x (i, ,x ) образуют семейство размерности, не меньшей суммы числа произвольных и независимых для Хо (с) постоянных среди постоянных с интегралов и = с и числа произвольных начальных условий х° е е Хо(с). [c.430]
Замечание 1.6. Интеграл 1/о х.) = Со (даже при фиксированных значениях первых интегралов и = с) может принимать стационарные значения не только на множестве Хд, но, вообще говоря, и на других множествах Хх, Х2. Множества Х1, Х2. соответствуют одним и тем же значениям постоянных первых интегралов и(х), но, вообще говоря, различным значениям постоянной интеграла /о(х). Эти множества также зависят от постоянных с и образуют некоторые семейства инвариантных множеств Хх (с), Х2 (с). [c.431]
Теорема 1.2. [9-11]. Если (компактное) множество ILq доставляет одному из первых интегралов системы локально строго минимальное или максимальное значение при фиксированных значениях постоянных других интегралов, то Xq — (устойчивое) инвариантное множество этой системы. [c.431]
Теорема 1.3. [12] Если степень неустойчивости Пуанкаре стационарного движения хР(с ) нечетна и rank (9f/5x)o = и — к, то это стационарное движение неустойчиво. [c.432]
Отметим, что теорема 1.3 представляет собой модификацию одной из теорем Кельвина-Четаева [13-14]. [c.432]
Здесь А (г) G — положительно определенная (гг х гг)-матрица кинетической энергии, V(r) G (7 М — R — потенциальная энергия системы, В(г) — (гг х X /г)-матрица интегралов Нетер (В(г) G (7 rank В = к). [c.432]
Согласно результатам предыдущего параграфа, критическим точкам интеграла энергии при фиксированных значениях постоянных других интегралов отвечают стационарные движения рассматриваемой системы. Учитывая структуру интегралов (3) и (4), задачу отыскания стационарных движений можно решать в два этапа. Сначала можно найти минимум квадратичной по v функции (3) на линейном по V многообразии (4), рассматривая г как параметры (других критических значений функция (3) как функция переменных v иметь не может). Очевидно, этот минимум зависит от г и с обозначим его Wdv). После определения функции Weir), которая называется эффективным потенциалом, задача поиска стационарных движений сводится к определению критических точек этой функции на конфигурационном многообразии М. [c.432]
Замечание 2.1. Если в некоторой точке г = г имеем гапкВ(г ) к, то исследование стационарных движений в окрестности точки г конфигурационного пространства требует отдельного обсуждения (см. последний пункт этого параграфа). [c.433]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте