黄开志,陈小亮,田祖安,丁剑平

• 1:重庆科技学院数理学院

摘要(Abstract)：

为了潜在的工程应用以及为不倒翁类儿童玩具的设计计算提供参考,建立了不倒翁在圆形曲面上作纯滚动时的动力学方程,给出了其作纯滚动且能回摆的限制条件,分析了其稳定性.求出了其在水平面上作纯滚动时主要动力学参数计算公式,借助软件具体分析了一个不倒翁的运动特征,绘制了其主要动力学参数曲线.发现其角速度α、角加速度¨α和法向反力Fn随初始摆角α0递增,而切向摩擦力Ft则随初始摆角α0递减;当α0介于0与0.12rad之间时,摆动周期T与α0近似呈线性关系,且T≤1.01s;当α0超过0.12rad时,T与α0呈非线性关系,且T>1.01s;当α0趋近于π时,T趋近于无穷大.

关键词(KeyWords)： 理论力学;动力学;不倒翁;临界曲线

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 重庆科技学院本科生教育教学改革研究项目(CK2011B25)和研究生教育教学改革研究一般项目(YJG2014y008)资助项目

作者(Author): 黄开志,陈小亮,田祖安,丁剑平

参考文献(References)：

• [1]曹春梅,张晓宏.不倒翁的力学分析[J].物理与工程,2002,12(1):10-11.
• [2]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学(Ⅰ)[M].7版.北京:高等教育出版社,2009:271.