Эпигипоциклоиды и эпигипоциклические поверхности с произвольной базовой кривой
- Авторы: Иванов В.Н.1
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 17, № 4 (2021)
- Страницы: 404-413
- Раздел: Геометрия срединных поверхностей оболочек
- URL: https://journals.rudn.ru/structural-mechanics/article/view/29955
- DOI: https://doi.org/10.22363/1815-5235-2021-17-4-404-413
Цитировать
Полный текст
Аннотация
При качении окружности по другой неподвижной окружности точка, жестко связанная с подвижной окружностью, образует кривую: при качении неподвижной окружности - эпициклоиду, при качении по внутренней стороне неподвижной окружности - гипоциклоиду. При качении окружности при постоянном наклоне к плоскости неподвижной окружности точка, жестко связанная с подвижной окружностью, описывает пространственную кривую. Циклоидой называется кривая, образованная точкой подвижной окружности, катящейся по прямой. Рассматривается геометрия кривых, образуемых точкой, жестко связанной с окружностью, катящейся по произвольной базовой кривой, а также геометрия поверхностей, образованных при одновременном качении окружности по базовой кривой и вращении окружности вокруг касательной к базовой кривой. Так как при вращении окружности в нормальной плоскости базовой кривой точка, жестко связанная с вращающейся окружностью, описывает окружность, то образуется эпигипоциклоидальная циклическая поверхность. Получено векторное уравнение эпигипоциклоид и эпигипоциклоидальных циклических поверхностей с произвольной базовой кривой. На основе векторных уравнений с использованием программного комплекса MathCad построены графики эпигипоциклоидальных кривых с базовым эллипсом и синусоидой. Приведены рисунки эпигипоциклоидальных циклических поверхностей с базовым эллипсом. Они показывают большие возможности формообразования новых видов поверхностей при качении окружности по различным базовым кривым. В отличие от эпигипоциклоидальных кривых и поверхностей с базовой окружностью форма эпигипоциклоидальных кривых и поверхностей с базовой кривой, отличной от окружности, зависит от начальной точки качения окружности на базовой кривой.
Об авторах
Вячеслав Николаевич Иванов
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: i.v.ivn@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4023-156X
доктор технических наук, профессор департамента строительства, Инженерная академии
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6Список литературы
- Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике: для инженеров и учащихся ВТУЗов. М.: ГИФизМатлит, 1962. 608 с.
- Смирнов В.И. Курс высшей математики: в 2 т. Т. 1. М.: Наука, 1965. 480 с.
- Иванов В.Н., Романова В.А. Конструкционные формы пространственных конструкций. Визуализация по-верхностей в системах MathCad, AutoCad: монография. М.: Изд-во АСВ, 2016. 412 с.
- Lawrence J.D. A catalog of special plane curves. New York: Dover Publ., 1972. Pp. 161, 168–170, 175.
- Corneli J. The PlanetMath encyclopedia // ITP 2011 Workshop on Mathematical Wikis (MathWikis 2011) Nijmegen, Netherlands, August 27, 2011. Nijmegen, 2011. Pp. 6–12.
- Математическая энциклопедия: в 5 т. / под ред. И.М. Виноградова. М.: Советская энциклопедия, 1977.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. M.: Наука, 1977. 831 c.
- Churkin G.M. A quality of the points of the points of hypocycloid. Novosibirsk, 1989. 10 p.
- Barra M. The cycloid // Educ. Stud. Math. 1975. Vol. 6. No. 1. Pp. 93–98.
- Иванов В.Н. Эпи-гипоциклоиды и эпи-гипоциклоидальные каналовые поверхности // Строительная меха-ника инженерных конструкций и сооружений. 2018. Т. 14. № 3. С. 242–247. http://dx.doi.org/10.22363/1815-5235-2018-14-3-242-247
- Иванов В.Н. Эпи-гипоциклоидальные каналовые поверхности в линиях кривизны // Инженерные системы – 2019: труды научно-практической конференции с международным участием (Москва, 3–5 апреля 2019 г.). М.: РУДН, 2019. С. 147–157.
- Шуликовский В.И. Классическая дифференциальная геометрия. М.: ГИФМЛ, 1963. 540 с.
- Soliman M.A., Mahmoud W.M., Solouma E.M., Bary M. The new study of some characterization of canal surfa-
- ces with Weingarten and linear Weingarten types according to Bishop frame // Journal of the Egyptian Mathe-matical Society. 2019. Vol. 27. Article number: 26. https://doi.org/10.1186/s42787-019-0032-y
- Krivoshapko S.N., Bock Hyeng C.A. Classification of cyclic surfaces and geometrical research of canal surfaces // International Journal of Research and Reviews in Applied Sciences. 2012. Vol. 12. Issue 3. Pp. 360–374.
- Krivoshapko S.N., Ivanov V.N. Encyclopedia of analytical surfaces. Springer International Publishing, 2015. 752 p.
- Ivanov V.N. Constructing shells and their visualization in system “MathCad” on basis of vector equations of surfa-
- ces // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 456. 012018. http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/456/1/012018