如何为钓鱼竿（或绳索）建模？

我希望通过连接短段来建模钓鱼竿（或绳索）。（这些段的长度可以相等（较短），但每个段应分配自己的质量。）一个段将受段之间的扭矩影响下一个。目前，关节可以看作是板簧（与弯曲角度成正比的扭矩（α或α），每个关节分别为k）。

当我将扭矩施加到第一段（“手柄”）时，扭矩将传播到其余段。

问题是，当我将扭矩T1施加到第一段（在时间dt期间）时，我不了解如何计算第一段（质量为m1）和随后的段会发生的运动。

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我是一位对生物力学感兴趣的（退休的）医生，因此请仅使用基本的物理术语。（我希望将模型移植到生物力学上。我之前已经为模型编写了计算机程序，因此希望我能弄清楚运动方程式就可以管理该部分。）

如您所描述的，要解决此问题，您需要建立一个简单的常微分方程组。对于“钓鱼竿”中的每个部分，您只需要使用线性和角动量守恒（和）。每个部分将承受来自其邻居的力和扭矩。有很多方法可以表述这一点。以及许多解决最终ODE系统的技术。$F=ma$$\tau = \frac{dL}{dt}$

首先，我建议攻击一个更简单的问题，该问题将使您大致了解所需的条件：双摆。有迹象表明，解决包括数学的详细讨论了双摆问题，许多在线演示在这里，一个Flash实现这里，一个JavaScript版本在这里，和MATLAB版本在这里。另外，某些实现仅将质量放置在关节上，而其他实现则将质量沿线段均匀分布，因此您可以专注于自己喜欢的一种。

一旦了解了双摆问题，就可以很容易地将其扩展到任意数量的段。在给定的段上添加力仅意味着在该段的加速度方程中添加一个附加力项，并且非常容易实现。您的问题的最后一步是通过保持角动量来包括扭矩。我建议您实施到那时为止所需的一切，然后再回来，问一些有关实施扭矩的更具体的问题，以备不时之需。

只是要指出一个功能强大的免费开源软件，就像钓鱼竿一样，该软件完全用于多体系统建模。它称为MBDyn，我已使用它来建模多组件机翼的动力学。有大量可用的文档，以及描述物理学的幻灯片。参见例如该展示的幻灯片25 ，相互连接的可变形元件精确地对应于钓鱼竿。

我建议您阅读教程并加入邮件列表以获取问题。我看过教授的演讲。Masarati在此向他展示了如何使用MBDyn对整个直升机的动力学系统（叶片，旋翼传动，整个交易）的很大一部分进行建模和分析，因此，我很确定列表中的人员将能够为您提供指导与您的模型。这样，您就不必自己构建框架，以后在进行修改和扩展时可能会变得僵硬。