回旋线科普

生活中处处是学问,今天受教育了,才知道什么是回旋线。

回旋线,是缓和曲线(transition curve)的一种。Wikipedia中,Transition curve 重定向到Euler spiral

缓和曲线指的是平面线形中,在直线与圆曲线,圆曲线与圆曲线之间设置的曲率连续变化的曲线。

假设汽车作匀速行驶;驾驶员操作方向盘作匀角速转动,即汽车的前轮转向角从直线上的0°均匀地增加到圆曲线上。

 那么,根据圆周运动特征,

S=A2/ρ(A:与汽车有关的参数)
ρ=C/s 
C=A2

也就是说,汽车行驶轨迹的半径随其行驶距离递减,即轨迹线上任一点的半径(曲率)与其离开轨迹线起点的距离成反比,此方程即回旋线方程。

回旋线基本方程即用回旋线作为缓和曲线的数学模型:

令:ρ=R,lh=s       则推出公式:  lh=A2/R

(图片来源:三联素材

曲线公式,近似多项式展开可以参考维基百科。

mathematica代码:

 ParametricPlot[
   {FresnelC[Sqrt[2/\[Pi]] t]/Sqrt[2/\[Pi]],
    FresnelS[Sqrt[2/\[Pi]] t]/Sqrt[2/\[Pi]]},
   {t, -10, 10}]

参考资料:

http://baike.baidu.com/view/1179553.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Euler_spiral

http://www.co120.com/archives/79.html

posted on 2011-05-19 16:35  大宝pku  阅读(3872)  评论(0编辑  收藏  举报

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