[发明专利]研究平衡和失衡现象的作用学方法

说明书

本发明涉及研究平衡和失衡现象的作用学方法，包括平衡和失衡研究的理论法和平衡和失衡研究的函数法；平衡和失衡研究的理论法是根据作用学基本理论公式直接计算平衡和失衡参数或确定平衡和失衡函数的方法；平衡和失衡研究的函数法是根据作用学基本理论，确定受作用点的运动方程，然后在运动方程中找出其中包含的平衡和失衡函数或平衡和失衡参数。本发明的有益效果为：作用学新理论确定了比传统力学更科学的平衡和失稳理论与方法，改变了过去只能描述平衡与不平衡现象、不能度量平衡稳定程度和失稳程度的现状，为人类带来了新时期的科学技术革命，为工程建设、科学预测、灾害防治提供了更有效的科学理论依据。

技术领域

本发明涉及研究平衡和失衡现象的作用学方法，其属于作用学平衡技术领域。

背景技术

在当前国内外科学基础理论中，研究平衡和失衡现象的理论叫平衡理论。依据理论特点、研究领域、研究方法、应用范围等方面的差别，目前国内外的平衡理论可划分为三种：基本力学平衡理论、分析力学平衡理论、能源科学平衡理论。

1、基本力学平衡理论主要是受力平衡理论和力矩平衡理论。受力平衡理论的核心内容由受力平衡方程构成。即

∑F_i＝0。

力矩平衡理论的核心内容由力矩平衡方程构成。即

∑M₀(F_i)＝0。

2、功能平衡理论是分析力学的一个理论，其核心内容：

受理想双面约束的质点系，其平衡的充分必要条件是系统内所有主动力对于质点系的任意虚位移所作的元功之和为零。即

式中，F_i为作用在质点P_i上的主动力，δr_i为该质点的虚位移。这叫虚功原理。虚功原理可用广义坐标表述：受理想双面约束的质点系，其平衡的充分必要条件是系统内所有与广义坐标对应的广义力为零。其直角坐标形式为

P_i的直角坐标为(x_i,y_i,z_i)，作用在P_i点的主动力的直角坐标分量为(F_xi,F_yi,F_zi)。

有势力系统的平衡稳定性：若质点系在平衡位形上的势能函数具有极小值，则该平衡位形是稳定的；若势能函数具有极大小值，则该平衡位形是不稳定的，这叫拉格朗日定理。即质点平衡的充分必要条件是

势能函数V(r₁,r₂,…,r_n)＝V(x₁,y₁,z₁,x₂,y₂,z₂,…,x_n,y_n,z_n,)，广义坐标势函数V＝V(q₁,q₂,…,q_n)，有势的广义力势函数

很显然，功能平衡理论绕的弯子很大，其中包含着多余的思维研究过程，并且，其最终的研究结果也只是确定一个平衡条件，并不讨论平衡与失稳过程，对平衡和失稳程度不进行度量，不确定平衡函数和失稳函数。