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出版者:

作者:Bottasso, Carlo L. 编

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2008-8

价格:$ 292.67

装帧:

isbn号码:9781402088285

丛书系列:

图书标签:

多体动力学
动力学
机械工程
振动
控制
机器人
数值方法
MATLAB
仿真
建模

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具体描述

This book presents a collection of fifteen high quality selected papers from the 2007 edition of the ECCOMAS Thematic Conference in Multibody Dynamics, which was held June 25-28 at the Politecnico di Milano, in Milan, Italy. The purpose of this collection is to provide the international multibody dynamics community with an up-to-date view on the state of the art in this rapidly growing field of research which now plays a central role in the modeling, analysis, simulation and optimization of mechanical systems in a variety of fields and for a wide range of industrial applications. The book will be of interest to engineers working on any one of the many aspects of modern multi body dynamics who want to be informed by some of the leading experts in the field on the principal research directions, recent achievements and the most challenging successful applications.

《多体动力学》：探索机械运动的奥秘本书是一本深度剖析多体系统动力学原理与应用的专业著作，旨在为读者提供一个全面而严谨的学习框架。我们将从基础概念出发，逐步深入到复杂系统的建模、分析与仿真，覆盖从理论推导到实际应用的各个环节。第一部分：基础理论与建模我们将首先建立起对多体动力学基本概念的清晰认知。这包括对刚体、柔体以及它们之间相互作用的深入理解。本书将详细介绍描述刚体运动的各种方法，例如欧拉角、四元数以及方向余弦矩阵，并分析它们各自的优缺点及适用场景。对于多体系统的描述，我们将探讨广义坐标的选择策略，以及如何有效地描述系统内部的约束条件。我们将重点介绍构建多体系统动力学模型的方法。这包括基于牛顿-欧拉方程的方法，通过对系统中各刚体进行受力分析和运动分析，导出描述其运动的微分方程。此外，我们还将深入探讨基于拉格朗日方程的方法，利用系统的动能和势能来推导运动方程，这种方法在处理复杂约束和广义坐标时尤为高效。对于含有柔性体的系统，我们将介绍有限元方法在多体动力学建模中的应用，分析柔性体的变形及其对整体动力学行为的影响。第二部分：动力学分析与仿真在建立完动力学模型后，本书将带领读者进行多体系统的动力学分析。我们将详细阐述求解运动方程的数值方法，如龙格-库塔法、中点法等，并讨论这些方法的收敛性、稳定性和计算效率。本书还将重点介绍多体系统动力学的典型应用，包括但不限于：机器人学：分析机械臂、移动机器人等系统的运动学和动力学，为机器人轨迹规划、控制设计提供理论基础。航空航天工程：研究卫星、火箭、飞行器等复杂结构的动力学特性，进行轨道动力学分析、姿态控制以及空间对接仿真。车辆工程：模拟汽车、火车等交通工具的悬架系统、转向系统以及整体的动力学响应，用于性能评估、安全设计和驾驶模拟。生物力学：分析人体、动物等生物体的运动，理解骨骼、肌肉等系统的动力学行为，应用于康复工程、运动科学等领域。机械设计与振动分析：评估机械设备在运行过程中的动力学性能，分析振动、冲击等现象，优化结构设计。在仿真部分，我们将介绍如何使用成熟的多体动力学仿真软件（如MATLAB/Simulink Simscape Multibody, Adams, RecurDyn等）来构建和模拟多体系统。我们将通过实际案例，详细讲解软件的使用方法，包括模型导入、参数设置、仿真运行以及结果分析。读者将学会如何根据具体问题选择合适的仿真工具和方法，并对仿真结果进行科学的解读和验证。第三部分：高级主题与前沿进展为了满足更高级的学习需求，本书还将触及一些前沿的多体动力学主题。这包括：系统辨识与参数估计：如何从实验数据中提取多体系统的动力学参数，实现模型的精确化。控制策略设计：基于多体动力学模型，设计鲁棒的控制算法，实现系统的精确控制和动态性能优化。面向仿真的设计（DfD）：如何在设计早期就利用动力学仿真来评估和改进产品性能。考虑多物理场耦合效应：分析多体系统在多物理场（如流体、热、电磁等）耦合作用下的动力学行为。通过对这些主题的探索，读者将能够更深入地理解多体动力学的精髓，并将其应用于解决更复杂、更具挑战性的工程问题。本书内容循序渐进，理论讲解透彻，并辅以丰富的实例和仿真演示，旨在帮助读者建立扎实的多体动力学理论基础，并熟练掌握相关的建模、分析和仿真技术，成为一名优秀的多体动力学工程师。无论您是机械工程、航空航天、机器人学、车辆工程还是相关领域的学生、研究人员或工程师，本书都将是您宝贵的参考资料。