定 价：36.7 元
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
- 作者：郑相周，唐国元编著
- 出版时间：2010/5/1
- ISBN：9787040295375
- 出 版 社：高等教育出版社
- 中图法分类：TH-39
- 页码：394页
- 纸张：胶版纸
- 版次：1
- 开本：16K
本书主要内容包括：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及分析方法、多学科联合建模与仿真技术和数值方法等。
本书为普通高等教育“十一五”***规划教材。 本书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。 本书适合于作为机械工程及相关领域的本科生和研究生教材，也可供相关领域研究人员阅读和参考。
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
物体在空间中的任何运动都可以看做移动（17ranslation）和转动（Rotation）的叠加。在刚体动力学中，使用随刚体运动的连体系（Body-Fixed Coordinate System）在参考坐标系或惯性系中的位置和方向来描述刚体的位姿。刚体的运动学参量如位置、方向、速度、加速度、角速度和角加速度等以及动力学特性如力、力矩、惯性张量和机械能等使用刚体的位姿来描述。结构动力学是刚体动力学在变形体上的离散化应用，尽管在处理柔性体时会采用一些适合于柔性体特点的专门方法和技术，如使用浮动坐标系（Floating Coordinate System）描述柔性体的变形，但其数学建模的理论基础仍然采用刚体位姿描述方法。
描述连体系相对参考系的位姿及其变化需要借助矢量、矩阵及Euler角等数学工具。矢量是描述连体系空间位置接的方法。相对来说，描述连体系的方向更加复杂，所使用的方法包括旋转矩阵、Euler角、Rodrigus参数以及四元数等。
本章简要介绍在多体系统运动学和动力学分析中经常使用的数学工具，包括矢量代数、旋转矩阵、Euler角、Rodrigus参数和四元数等。坐标系方向的描述在运动学和动力学分析中较为复杂，因此坐标系方向描述是本章的重点内容。
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