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作　者：郑相周，唐国元 著丛 书 名：普通高等教育“十一五”国家级规划教材·高等学校机械工程及自动化机械设计制造及其自动化专业系列教材出 版 社：高等教育出版社ISBN：9787040295375出版时间：2010-05-01版　次：1页　数：394装　帧：平装开　本：16开所属分类：图书 > 工程 > 机械工程

内容简介

《机械系统虚拟样机技术》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。《机械系统虚拟样机技术》介绍机械系统虚拟样机软件的理论基础和实现原理，主要内容包括机械系统仿真分析的数学基础、基于多体系统理论的串联机构和并联机构的运动学和动力学建模与仿真、多学科联合建模与仿真技术及数值算法等。

目录

第1章 虚拟样机技术概论

1.1 虚拟样机技术

1.2 基于虚拟样机技术的机械产品开发

1.3 虚拟样机软件及工程应用

1.3.1 汽车行业的应用

1.3.2 航空航天中的应用

1.3.3 工程机械的应用

1.3.4 其他应用

1.4 多体系统动力学概述

第2章 数学基础

2.1 矢量

2.1.1 位置矢量

2.1.2 矢量运算

2.1.3 矢量微分和积分

2.2 矩阵基础

2.2.1 线性空间简介

2.2.2 矩阵

2.2.3 矩阵运算

2.2.4 矩阵特征值和特征矢量

2.2.5 矩阵分解

2.3 矢量变换

2.3.1 旋转矩阵

2.3.2 欧拉角

2.3.3 方向余弦

2.3.4 四元数

2.3.5 齐次变换

2.4 刚体运动学分析基础

2.4.1 速度和加速度

2.4.2 虚位移

第3章 机械系统运动学建模与仿真

3.1 约束与自由度

3.1.1 约束

3.1.2 自由度

3.2 约束方程

3.3 系统运动学分析

3.4 开链机构运动学分析

3.4.1 串联机构位姿正解

3.4.2 串联机构位姿逆解

3.4.3 串联机构速度和加速度分析

3.4.4 Jacobi矩阵与奇异构型

3.4.5 串联机构工作空间

3.5 并联机构运动学分析

3.5.1 概述

3.5.2 结构及分类

3.5.3 位置逆解

3.5.4 位置正解

3.5.5 速度分析、Jacobi矩阵及奇异构型

3.5.6 工作空间

3.6 运动学分析的计算机建模

3.6.1 基本约束

3.6.2 运动副约束

3.6.3 驱动约束

3.6.4 运动学分析

第4章 机械系统动力学建模与仿真

4.1 动力学基本参量

4.1.1 线动量

4.1.2 质心

4.1.3 角动量

4.1.4 转动惯量

4.2 刚体动力学基本原理

4.2.1 作用在刚体上的力和力矩

4.2.2 Newton-Euler方程

4.2.3 虚功原理

4.2.4 D'Alembert原理

4.2.5 Lagrange方程

4.2.6 Kane方程

4.3 串联机构动力学分析

4.3.1 开环机构静平衡

4.3.2 动力学逆解

4.3.3 动力学正解

4.4 并联机构动力学分析

4.4.1 闭链机构动力学分析

4.4.2 并联机构静力学

4.4.3 并联机构动力学正解

4.4.4 并联机构动力学逆解

4.5 动力学分析计算机建模

4.5.1 机械系统动力学方程

4.5.2 力元

4.5.3 运动副约束反力

第5章 多学科联合建模与仿真技术

5.1 多领域仿真技术概述

5.2 功率键合图

5.2.1 功率变量

5.2.2 元件

5.2.3 键合图绘制

5.2.4 因果关系

5.2.5 系统建模

5.2.6 多体系统键合图建模简介

5.2.7 键合图建模综述

5.3 线性图建模

5.3.1 线性图基础

5.3.2 物理系统线性图建模

5.3.3 线性图建模实例

5.4 多领域仿真的计算机实现

5.5 多领域仿真技术的未来

第6章 数值算法

6.1 非线性方程和方程组的数值解法

6.1.1 迭代法一般概念

6.1.2 非线性方程数值解法

6.1.3 非线性方程组的不动点迭代法

6.2 线性方程组数值解法

6.2.1 线性方程组的直接解法

6.2.2 线性方程组的迭代法

6.3 常微分方程数值方法

6.3.1 Taylor级数

6.3.2 有限差分方法

6.3.3 一阶Euler方法

6.3.4 数值算法的稳定和收敛

6.3.5 Runge-Kutta方法

6.3.6 线性多步法

6.3.7 高阶常微分方程的数值解法

6.3.8 一阶常微分方程组的数值解法

6.3.9 常微分方程数值计算中的刚性

6.4 微分代数方程数值方法

6.4.1 DAE方程及其指标

6.4.2 DAE指标缩降方法

6.4.3 DAE方程稳定化技术

6.4.4 DAE直接离散方法

第7章 虚拟样机软件简介

7.1 德国INTEC公司SIMPACK

7.1.1 SIMPACK仿真技术特点与应用

7.1.2 SIMPACK模块及其应用

7.1.3 系统建模与仿真

7.2 美国MSC公司ADAMS

7.2.1 几何建模

7.2.2 约束

7.2.3 载荷

7.2.4 仿真

7.2.5 后处理

7.2.6 其他功能

参考文献

前言

面对21世纪高新技术应用、信息化和全球经济一体化所带来的异常激烈的竞争，面对有限的资源和日益增长的环保压力的挑战，人类对上至太空、下至海洋、大到巨型系统、小到微观领域进行着不懈的探索，而机械系统在其中发挥着不可或缺的作用。为满足高技术应用的要求，机械系统在其复杂性、精度、可靠性以及使用寿命等方面呈现出越来越高的发展趋势。

复杂机械系统是指功能复杂、系统组成复杂、产品技术复杂、制造过程复杂和项目管理复杂的一类机械产品。复杂机械系统由多个子系统组成，各个子系统之间存在着错综复杂的非线性相互作用。复杂机械产品的优化设计过程已经从传统的面向零部件、单一工艺、单一学科的局部优化发展到面向整体的多学科全面优化，传统的机械系统优化设计技术已难以满足这种要求。作为一门新技术，虚拟样机技术（Virtual Prototype Technology）为复杂机械系统的优化设计提供了一种动态仿真分析工具。