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作　者： 芮筱亭 等 著丛 书 名：出 版 社： 科学出版社ISBN：9787030216250 出版时间：2008-05-01版　次：1页　数：604装　帧：精装开　本：16开所属分类：图书 > 科学与自然 > 自然科学总论

内容简介

本书首次全面系统地介绍了高度程式化的多体系统传递矩阵法，包括作者创立的线性多体系统传递矩阵法和一般多体系统离散时间传递矩阵法及其在重大工程技术领域中的应用，为多体系统动力学研究提供了全新的方法和手段。线性多体系统传递矩阵法，给出了各种传递矩阵的推导方法，提出了线性多体系统的体动力学方程、增广算子、增广特征矢量新概念，解决了复杂多刚柔体系统固有振动特性计算问题，证明了复杂多刚柔体系统增广特征矢量正交性，实现了用模态分析方法对复杂多刚柔体系统动力。向应的精确分析。多体系统离散时间传递矩阵法及多体系统传递矩阵法与其他动力学方法的混合方法，应用多体系统传递矩阵法解决多刚体系统动力学、多刚柔体系统动力学和受控多体系统动力学问题。本书介绍了用多体系统传递矩阵法解决多管火箭发射动力学、自行火炮发射动力学和舰炮发射动力学等当今国际兵器科学热点问题的几项重大成果，建立的若干新理论、新技术经大量实践检验证明对解决工程实际问题行之有效，例如，减少多管火箭试验用弹量新技术使多项国家高新工程项目多管火箭密集度试验用弹量比常规试验方法分别减少了50%～86%，提高武器密集度新技术大幅提高了多项国家高新工程项目多管火箭和自行火炮射击密集度；建立了各种力学元件和受控元件的传递矩阵库，包括线性多体系统传递矩阵库和一般多体系统离散时间传递矩阵库。利用本书传递矩阵库提供的各种力学元件和受控元件的传递矩阵，可方便地拼装各种多体系统，实现了无需系统总体动力学方程即可进行复杂多体系统动力学建模和快速计算。

本书可作为机械系统动力学师生和科研人员的参考书，还可作为兵器专业研究生的教材。本书对从事兵器、航空、航天、车辆、机器人研究和工程技术应用的科技人员具有重要参考价值。

作者简介

芮筱亭，博士，南京理工大学教授、博士生导师、力学学科首席学科带头人，江苏省中青年首席科学家、有突出贡献的中青年专家、发射动力学科技创新团队带头人，总装备部科技委兼职委员、专业组副组长、国防科技图书出版基金评审委员会委员，中国兵工学会应用力学学会副主任，欧洲力学学会会员，国防科技工业“511”才、百名优秀博士学位获得者，享受国务院政府特殊津贴。长期从事发射动力学和多体系统动力学的科研和教学工作，作为项目组组长，主持完成国家和部委级重点科研项目20多项，获国家和省部级科技进步奖20多项，获科技图书出版基金资助出版学术著作4部，在国内外发表学术论文168篇，SCI、EI、ISTP收录68篇，获第七届中国图书奖、解放军图书奖、江苏省优秀图书一等奖等图书和论文奖30多项，国家发明专利14项，培养国内外博士后、博士研究生30多名。在世界级刊物Multibody，System Dynamics上发表的系列论文被评价为“具有原始创新性”，并被该刊邀请为Special Issue副主编。应国际理论与应用力学联合会主席Werner Schiehlen教授、Wittenburg方法的创立者．Jens Wittenburg教授、德国力学学会主席Erwin Stein教授、Stuttgatt大学工程与计算力学研究所所长Peter Eberhard教授、Hannover大学机器人研究所所长Bodo Heimann教授、Cottbus工业大学工程力学与汽车动力学研究所所长I）ieter．Bestle教授、Mach弹道研究所所长Klaus’Fhoma教授、Hamburg—Harburg工业大学校长Edwin Kreuzer教授等10多位著名力学家邀请，由德国科学基金委员会（DFG）重大项目资助，分别作为Stuttgart大学、Karlsruhe大学、Hannover。大学、Cottbus工业大学、Mach弹道研究所、Hamburg-Harburg工业大学客座教授，在欧洲14所大学和研究所作了30多场特邀学术报告。作为国际理论与应用力学学会主办“IUIAM Symposium on Multiscale Problems in Multibody System Contacts 2006”学术会议学术委员会亚洲区唯一委员，以及多个其他国际会议学术委员会委员，参与组织和主持了多个国际会议并作了多场大会特邀主题报告，中国、美国、俄罗斯、波兰、印度、奥地利等国多位院士对其研究成果给予了肯定。

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目录

1 绪论

1.1 多体系统动力学研究状况

1.2 经典传递矩阵法与有限元法

1.3 多体系统传递矩阵法研究状况

1.4 多体系统传递矩阵法的研究对象和特点

1.5 发射动力学

1.6 本书的特色

1.7 符号约定

第一编 线性多体系统传递矩阵法

2 线性多体系统传递矩阵法的基本原理

2.1 引言

2.2 状态矢量、传递方程和传递矩阵

2.3 系统传递方程、传递矩阵和特征方程

2.4 状态矢量、固有频率和振型的计算

2.5 强迫振动稳态解

2.6 阻尼振动特征值

2.7 强迫阻尼振动稳态解

3 传递矩阵的推导和计算方法

3.1 引言

3.2 由运动微分方程导得

3.3 由求解n阶微分方程导得

3.4 由n个一阶微分方程导得

3.5 由刚度矩阵导得

3.6 传递矩阵计算方法

3.7 特征值问题算法改进

3.8 传递矩阵逆阵性质

3.9 Riccati传递矩阵法

4 线性多刚柔体系统振动特性

4.1 引言

4.2 多刚柔体系统振型图

4.3 离散系统固有振动特性

4.4 连续系统固有振动特性

4.5 链式多刚柔体系统

4.6 分叉多刚柔体系统

4.7 闭环多刚柔体系统

4.8 分叉与闭环混合多刚柔体系统

4.9 多层多刚柔体系统

4.10 多刚柔体系统振动特性求解步骤

5 体动力学方程及增广特征矢量正交性

5.1 引言

5.2 多体系统的体动力学方程和参数矩阵

5.3 特征矢量正交性基本理论

5.4 多体系统增广特征矢量及其正交性

5.5 增广特征矢量正交性的几个特例

5.6 增广特征矢量正交性验证举例

6 线性多刚柔体系统的动力响应

6.1 引言

6.2 多刚柔体系统的瞬态响应

6.3 对多刚柔体系统阻尼的处理

6.4 多刚柔体系统的稳态响应

6.5 多刚柔体系统的静态响应

7 非线性和多维系统传递矩阵法

7.1 引言

7.2 非线性系统增量传递矩阵法

7.3 二维系统有限元传递矩阵法

7.4 二维非线性系统有限元Riccati传递矩阵法

7.5 二维系统Fourier级数传递矩阵法

7.6 二维系统有限差分传递矩阵法

7.7 二维系统传递矩阵法

第二编 多体系统离散时间传递矩阵法

8 多刚体系统离散时间传递矩阵法

8.1 引言

8.2 状态矢量、传递方程、传递矩阵

8.3 逐步时间积分法和线性化

8.4 平面大运动刚体传递矩阵

8.5 空间大运动刚体传递矩阵

8.6 平面大运动铰传递矩阵

8.7 空间大运动铰传递矩阵

8.8 多体系统离散时间传递矩阵法算法

8.9 链式多体系统动力学

8.10 分叉、闭环、网络多体系统动力学

9 多刚柔体系统离散时间传递矩阵法

9.1 引言

9.2大运动柔体动力学

9.3 状态矢量、传递方程和传递矩阵

9.4 平面大运动梁传递矩阵

9.5 平面大运动梁联接各种光滑铰传递矩阵

9.6 平面大运动梁联接各种弹性铰传递矩阵

9.7 平面大运动梁联接各种固结铰传递矩阵

9.8 空间大运动梁动力学方程

9.9 空间大运动梁传递矩阵

9.10 空间大运动梁联接各种固结铰传递矩阵

9.11 空间大运动梁联接各种光滑铰传递矩阵

9.12 空间大运动梁联接各种弹性铰传递矩阵

9.13 多刚柔体系统离散时间传递矩阵法算法

9.14 平面多刚柔体系统动力学算例

9.15 空间多刚柔体系统动力学算例

10 受控多体系统传递矩阵法及混合方法

10.1 引言

10.2 多体系统传递矩阵法与多体系统动力学方法的混合方法

10.3 多体系统传递矩阵法与有限元法的混合方法

10.4 多体系统有限段离散时间传递矩阵法

10.5 线性受控多体系统传递矩阵法

10.6 受控多体系统离散时间传递矩阵法

10.7 多体系统Riccati离散时间传递矩阵法

10.8 多体系统离散时间传递矩阵法的计算精度和稳定性

11 多体系统传递矩阵库

11.1 引言

11.2 弹簧

11.3 扭簧

11.4 弹性铰

11.5 纵向振动集中质量

11.6 各种振动刚体

11.7 横向振动梁

11.8 扭转振动轴

11.9 纵向振动杆

11.10 各种运动的Euler-Bernoulli梁

11.11 矩形板

11.12 圆板

11.13 二维薄板条元

11.14 厚壁圆筒

11.15 薄壁圆筒

11.16 坐标变换矩阵

11.17 线性化、状态矢量

11.18 内外接体均为刚体的各种弹性阻尼铰

11.19 内外接体均为刚体的各种光滑铰

11.20 各种联接方式的平面大运动刚体

11.21 各种联接方式的空间大运动刚体

11.22 平面大运动梁

11.23 空间大运动梁

11.24 平面大运动梁联接的各种固结铰

11.25 空间大运动梁联接的各种固结铰

11.26 平面大运动梁联接的各种光滑铰

11.27 空间大运动梁联接的各种光滑铰

11.28 平面大运动梁联接的各种弹性铰

11.29 空间大运动梁联接的各种弹性铰

11.30 线性系统受控元件

11.31 一般时变系统受控元件

第三编 多体系统传递矩阵法工程应用

12 多管火箭发射动力学

12.1 引言

12.2 多管火箭发射动力学模型

12.3 多管火箭振动特性快速算法

12.4 多管火箭体动力学方程和增广特征矢量正交性

12.5 火箭弹发射动力学方程及受力分析

12.6 多管火箭动力响应

12.7 多管火箭发射动力学仿真及试验验证

12.8 多管火箭低耗弹量试验技术

12.9 多管火箭高精度发射技术

13 自行火炮发射动力学

13.1 引言

13.2 自行火炮发射动力学模型

13.3 自行火炮振动特性

13.4 自行火炮体动力学方程和增广特征矢量正交性

13.5 自行火炮发射动力学及内弹道两相流动力学方程

13.6 自行火炮发射动力学仿真及试验验证

14 舰炮发射动力学

14.1 引言

14.2 舰炮发射动力学模型

14.3 典型元件状态矢量、传递方程和传递矩阵

14.4 舰炮受力分析和弹丸发射动力学方程

14.5 舰炮传递方程和传递矩阵

14.6 舰炮运动求解

14.7 舰炮发射动力学仿真及试验验证

参考文献

附录Ⅰ 绕轴旋转公式

附录Ⅱ 连体系的方位

附录Ⅲ 符号表

附录Ⅳ 多体系统传递矩阵法国际学术交流一览

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