DOF

DOF

独立坐标的个数
力学系统中是指独立坐标的个数。除了平移的自由度外,还有转动及振动自由度。在统计学里,自由度(degree of freedom,df)是指当以样本的统计量来估计总体的参数时,样本中独立或能自由变化的数据的个数称为该统计量的自由度。[1]
  • 中文名:自由度
  • 外文名:degree of freedom、df
  • 别名:
  • 简称:DOF
  • 含义:指独立坐标的个数
  • 学科:力学

ANSYS中的解释

ANSYS里面的DOF是自由度的意思,是用于描述一个物理场的响应特性,一般用于形容载荷的约束,DOF约束(constraint)。例如,在结构分析中约束被指定为位移和对称边界条件;在热力分析中指定为温度和热通量平行的边界条件。

结构:位移

热:温度

电:电位

流体:压力

磁:磁位

力学系统中是指独立坐标的个数。力学系统由一组坐标来描述。比如一个质点的三维空间中的运动,在笛卡尔坐标系中,由x,y,z三个坐标来描述;或者在球坐标系中,由r,θ,φ三个坐标描述。描述系统的坐标可以自由的选取,但独立坐标的个数总是一定的,即系统的自由度。一般的,N个质点组成的力学系统由3N个坐标来描述。但力学系统中常常存在着各种约束,使得这3N个坐标并不都是独立的。对于N个质点组成的力学系统,若存在m个约束,则系统的自由度为:S=3N−m

比如,在一个平面上运动的一个质点,其自由度为2。又或是,在空间中的两个质点,中间以线连接。所以其自由度:S=3×2-1=5(2个质点有3个位移方向,但具有一条线所形成的约束)

举例

在估计总体的平均数时,样本中的n个数全部加起来,其中任何一个数都和其他数据相独立,从其中抽出任何一个数都不影响其他数据(这也是随机抽样所要求的)。因此一组数据中每一个数据都是独立的,所以自由度就是估计总体参数时独立数据的数目,而平均数是根据n个独立数据来估计的,因此自由度为n。

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