热力学第一定律

一、热能和机械能的相互转换过程1、工质与热源工质是实现热能和机械能相互转化的媒介物质。热源是与工质进行热交换的物质系统。从工质中吸取热能的物质系统,称为高温热源,简称“热源”;接受工质排除热能的物质系统,称为低温热源,简称“冷源”。环境大气可以看做为恒温热源,而如燃气轮机的高温排气看做变温热源。2、热能和机械能的相互转换热能动力装置的工作过程为:工质循环、自热源吸热,将其中一部分转化为机械能,并把余下部分传给低温热源;在制冷装置中,工质消耗外部机械功或其他形式的能量,使热能由低温热源向高温热源转移,所消耗的机械能也转换成热能一并排向高温热源。二、热力系统…
绳索仿真方法

在现代计算机图形学、机器人控制工程、数字孪生技术以及物理驱动的影视动画领域,一维弹性体(Deformable Linear Objects, DLOs,如绳索、毛发、缝合线、工业线缆及软体机器人附属结构等)的物理仿真一直是一项具有高度复杂性的核心课题。由于此类物体在三维空间中呈现出极高的长宽比,其形变动力学往往伴随着高度非线性的物理现象,涵盖了拉伸(Stretch)、剪切(Shear)、弯曲(Bend)以及扭转(Twist)等多种模式的高度耦合。特别是弯曲与扭转之间的耦合作用,使得系统在数学建模、数值积分与计算稳定性上面临着巨大的工程挑战。过去的二十余年…
数字集成电路

一、逻辑代数运算规则1、逻辑代数逻辑代数又称布尔代数,是研究逻辑关系的一种数学工具,被广泛应用与数字电路的分析与设计。逻辑代数表示的是逻辑关系,它的变量取值只有1和0,表示两个相反的逻辑关系。逻辑代数有三种基本的逻辑运算:与运算、或运算和非运算,其他的各种逻辑运算都可以由这三种基本运算组成。2、逻辑代数运算基本规则自等律:$A+0=A,A\cdot 1=A$0-1律:$A\cdot0=0,A+1=1$互补律:$A+\overline{A}=1,A\cdot\overline{A}=0$重叠律:$A+A=A,A\cdot A=A$交换律:$A\cdot B…
轮系

一、轮系的应用及分类有齿轮组成的传动系统称为轮系,可以分为定轴轮系(轴线固定,又分空间定轴轮系和平面定轴轮系)、周转轮系(轴有公转,又分行星轮系和差动轮系)和复合轮系。轮系有以下的应用:获取较大的传动比,结构紧凑。实现分路传动,如钟表时分秒针。换向传动。(能改变转向的齿轮称为过轮或中介轮)变速传动。运动合成和分解。尺寸和重量较小时,实现大功率传动二、定轴轮系及其传动比对于一对齿轮,满足:$$ i_{12}=\frac{\omega_1}{\omega_2}=\frac{z_2}{z_1} $$对于齿轮系,设输入轴的角速度为$\omega_1$,输出轴的角…
分立元件基本电路

[!NOTE]为什么要放大信号?驱动负载:输出功率小、带负载能力差。放大电路:用小信号做“控制” ,用电源提供“能量” ,输出一个大得多、但波形不变的信号。便于处理:采样、滤波、比较、传输……所有后续电路,都喜欢幅度足够大的信号。信号提取:很多有用信号被淹没在噪声中,放大电路能把有用信号放大,利于系统识别。放大电路的作用:就是把微弱、无序、带不动负载的电信号,不失真地变成幅度大、功率大、能被设备使用的信号。一、共发射极放大电路1、电路组成<imgsrc="https://laoguantx.top/article/物理/电工电子学/分立元…
链传动

一、链传动的组成、特点和应用链传动由链轮和环形链条组成,通过链与链轮之间的啮合实现平行轴之间的同相传动。链轮传动没有弹性传动和打滑,能保持准确的平均传动比。需要的张紧力小,作用在轴上的压力小,减少摩擦损失。结构紧凑。能在高温、有油污的环境下工作。制造安装精度低。但是瞬时转速和瞬时传动比不是常数,稳定性差,有一定的冲击和噪声。二、链条和链轮1、链条链条分为滚子链和条形链,或分为单排链和多排链。滚子链由滚子、套筒、销轴、内链板、外链板组成。链条的主要参数为节距$p$,即滚子两上相邻两滚子中心的距离,节距越大,链条各零件尺寸越大,所能传递的功率越大。链条的长度…
带传动

一、带传动的组成、特点和应用1、带传动的组成带传动由主动轮、从动轮、环形带组成。其工作原理是安装时带被张紧在带轮上,产生的初拉力使得带与带轮之间产生压力。主动轮转动时,依靠摩擦力驱动从动轮一起同相回转。2、带传动的类型分为摩擦性(细分为平带、V带、多楔带、圆带)和啮合型(同步带)3、带传动的几何关系<imgsrc="https://laoguantx.top/article/其他课程基础/机械设计基础/带传动/image-20260407102001537.png" alt="image-202604071020015…
矩阵特征值与特征向量的计算

一、幂法和反幂法1、幂法由于求解特征方程$|\boldsymbol{I}-\lambda\boldsymbol{A}|=0$的计算量巨大,所以在求解特征值时,要从特征值的定义$$ \boldsymbol{Ax}=\lambda\boldsymbol{x} $$入手。设 $n \times n$ 阶实矩阵 $A$ 的特征值 $\lambda_i \ (i=1,2,\cdots,n)$ 满足:$$ |\lambda_1| > |\lambda_2| \geq \cdots \geq |\lambda_n| $$且与 $\lambda_i\ (i=1,2…
电路分析基础

一、基尔霍夫定律1、相关名词节点:三个或三个以上电路元件的连接点称为节点。支路:连接两个结点之间的电路称为支路。回路:电路中任一闭合路径称为回路。网孔:电路中最简单的单孔回路内部没有支路的回路。2、基尔霍夫电流定律(KCL)(1) 基本运用在任何电路中,离开(或流入)任何节点的所有支路电流的代数和在任何时刻都等于零,其本质为电流的连续型原理。数学表达式为:$$ \sum i=0\Rightarrow \sum i_{流出}=\sum i_{流入} $$在上图中,在节点$b$处使用基尔霍夫电流定律可得:$$ I_1+I_2=I_4 $$(2) 扩展应用在上…
联接

一、螺纹联结1、螺纹的形成及主要参数(1) 定义螺旋线是指一动点在圆柱体的表面上,一边绕轴线等高速旋转,同时沿轴向作等速运动的轨迹。螺纹是指平面图形沿螺旋线运动,运动时保持该图形通过圆柱体的轴线,就得到螺纹。(2) 螺纹的分类按照螺纹的牙型,分为:矩形螺纹、三角形螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹;按照螺纹的旋向,分为:左旋螺纹和右旋螺纹;按螺旋线的根数,分为:单线螺纹和多线螺纹;按回转体的内外表面,分为:外螺纹和内螺纹;按螺旋的作用,分为:联接螺纹和传动螺纹;按母体形状,分为圆柱螺纹和圆锥螺纹。(3) 螺纹的主要几何参数大径$d$:与外螺纹牙顶(或内螺纹牙底)…
求线性方程组解的直接方法

线性方程组具有一般形式:$$ \begin{cases}&a_{11}x_1+a_{12}x_2+\cdots+a_{1n}x_n=b_1\\&a_{21}x_1+a_{22}x_2+\cdots+a_{2n}x_n=b_2\\&\vdots\\&a_{n1}x_1+a_{n2}x_2+\cdots+a_{nn}x_n=b_n\end{cases} $$其中,$a_{ij}, b_i$为常数,$x_1, x_2, \cdots, x_n$为未知量。上式也可写成矩阵形式:$$ \boldsymbol{A}x=b $$如果线性…
机械设计总论

一、机械的组成1、机器机器的共有特征:人造的实物组合体。各部分有确定的相对运动。代替或者减轻人类劳动完成有用功或实现能量的转换。机器的分为原动机和工作机。原动机实现能量的转换(如内燃机、蒸汽机、电动机);工作机完成有用功(如机床)。齿轮传动、蜗杆传动、连杆传动等是将原动机的运动和动力传递和变换到工作部分的中间环节,称为传动装置。传动装置在机器中的作用为:改变速度,调速(增速、减速)改变运动形式(旋转运动、直线运动)传递运动的同时传递动力。2、机构具有确定运动的运动链成为机构。机构由机架、原动件、从动件组成。机架是作为参考系的构件,如机床机身、车辆底盘、飞…
Axial Loading

I. Concepts and ExamplesThe bars is subjected to a pair of longitudinal forces with equal magnitude and opposite directions, and the line of action forces coincides with the axis of the bar.II. Internal Forces and Stress1. Internal forceBecause the action line of the external for…
Stress and String

I. StressThe internal force of a member is not uniformly distributed in most cases, so the definition of internal force concentration is not only accurate but also important, because failure or damage often starts from the place where the internal force concentration is the great…
电路和电路元件

一、电路和电路的基本物理量1、电路电路——由电源、开关、连接导线和负载等组成。强电电路——电压较高、电流和功率较大;实现电能的传输和转换(如电力系统等)。弱电电路——电压较低、电流和功率较小;实现信号的传递和处理(如扩音系统等)。2、电路元件和电路模型实际的电路元件,例如电感,,除了电感本身的功能,实际上存在寄生电容和寄生电阻,通常做理想处理,只关注其电感。3、电流、电压及其参考方向电流的实际方向,习惯上规定为正电荷移动的方向;电流的参考方向为假定方向,也称正方向。对于复杂电路,各电流的实际方向未知,所以要设电流的参考方向,如果电流为正值,则表示电流的实…