空间刚体转动惯量

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空间刚体转动惯量

2024-07-10 06:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

 

1. 转动惯量的定义

转动惯量(Moment of Inertia),是刚体绕轴转动时的惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母I或J表示。在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯矩)通常以I 或J表示,SI 单位为 kg·m²。对于一个质点,I = mr²,其中 m 是其质量,r 是质点和转轴的垂直距离。

 

 

 

 

 

2. 三维刚体的转动惯量与坐标系的关系

 

2.1惯量矩阵 以及计算

 

 

 

 上图,刚体的质心是G,固连于质心的坐标系是x'y'z',世界坐标系是xyz.

 

例如,取x'y'z'坐标系为基础,刚体在该坐标系下的惯量矩阵可以表示为:(对称阵)

其中:

 

 

 

 

 

2.2惯量矩阵--矩阵形式的统一计算:

 

 

 

2.3刚体的惯量矩阵在不同空间坐标系下的关系

已知刚体在0坐标系下的惯量矩阵,求其在1坐标系下的惯量矩阵,两个坐标系的相互关系已知,两个坐标系的原点重合。

 

 

2.4 惯性主轴

 

 

 

 

 

空间刚体的旋转运动系统讲解: https://ocw.mit.edu/courses/aeronautics-and-astronautics/16-07-dynamics-fall-2009/lecture-notes/MIT16_07F09_Lec26.pdf

Ref:

https://wenku.baidu.com/view/8444fe93aa00b52acfc7cae5.html

 



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