非完整约束

更新时间:2022-10-24 15:49

约束方程中含有确定系统位置的坐标的微商且不利用动力学方程不能直接积分为不含坐标微商的约束为非完整约束。

简介

如果约束方程中包含坐标对时间的导数(如运动约束),而且方程不可能积分为有限形式,这类约束称为非完整约束。非完整约束方程总是微分方程的形式。

实例

如果车轮沿曲线轨道做纯滚动,轮心始终在同一平面,轮心O1的位置为(x,y),小轮绕自身轴的转角为φ。如图1所示。由于车轮与地面接触点的周向速度为零,于是约束方程为

上式不能积分为有限形式,是非完整约束。

推论

某质点系所受的约束中只要有非完整约束,这个质点系就称为非完整系统,简称非完整系。

设某非完整系统由n个质点组成,内有d个完整约束,g个非完整约束。d个完整约束方程的有限形式和微分形式为g个非完整约束方程只有微分形式,为比较可以看出,完整约束方程和非完整约束方程有相同的形式,差异仅在于:完整约束方程是非完整约束方程的全微分形式。

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