虚拟样机技术与ADAMS应用实例教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:郭卫东

出品人:

页数:318

译者:

出版时间:2008-6

价格:35.00元

装帧:

isbn号码:9787811243079

丛书系列:

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机械系统仿真与设计：基于多体动力学的高级应用 图书简介 本书深入探讨了现代机械系统设计与分析的前沿领域，聚焦于复杂多体动力学系统的建模、仿真、优化与控制。本书旨在为工程师、研究人员和高年级本科生/研究生提供一个全面且实用的技术指南，帮助他们掌握利用先进仿真工具解决实际工程问题的能力。 全书结构严谨，内容覆盖从理论基础到工程实践的多个层面。我们摒弃了传统教材中过于繁琐的纯数学推导，转而强调物理意义的理解和计算方法的应用，确保读者能够快速将理论知识转化为实际操作技能。 第一部分：多体动力学基础与建模理论 本部分奠定了全书的理论基石。首先，详细阐述了多体系统动力学的基本概念，包括刚体运动学、牛顿-欧拉方程以及拉格朗日方程在描述复杂机械运动中的应用。我们重点分析了约束条件的数学表达和处理方法，特别是对非完整约束和移动（或时变）约束的建模技巧。 随后，本书深入讲解了系统建模的层次化思想。这包括对柔性体效应的初步引入，讨论了如何根据工程需求选择合适的建模粒度（刚体、准刚体或柔性体）。在具体建模实例中，我们将解析如何精确定义部件的几何属性、质量分布、关节类型（旋转、平移、万向节等）以及驱动与传感器的配置。本部分特别强调了基于拓扑结构的建模方法，这对于处理大型、高度集成的复杂机构至关重要。 第二部分：高级仿真技术与数值求解 在掌握了系统模型构建之后，第二部分转向高效和精确的仿真技术。 数值求解器： 详细对比和分析了常微分方程（ODE）求解器在处理多体动力学问题时的优缺点，包括显式Runge-Kutta方法、隐式方法（如BDF）以及在处理刚性系统时的特定优化策略。重点讨论了如何通过选择合适的积分步长和容差来平衡仿真精度与计算效率。 约束力处理： 这是一个核心难点。本书系统介绍了处理代数约束方程的几种主流方法，包括： 1. 坐标分区法（Partitioned Method）： 分析其在迭代求解过程中的稳定性和收敛性问题。 2. 稳定化技术： 深入探讨了如Baumgarte稳定化等技术，并指出了其在长期仿真中可能引入的数值误差。 3. 正则坐标法（Fully Partitioned/Index-3 Reduction）： 阐述了如何通过坐标变换将微分代数方程（DAE）系统转化为纯常微分方程（ODE）系统，从而提高求解器的效率和鲁棒性。 柔性多体动力学（FMI）： 探讨了如何将有限元分析（FEA）的结果与动力学模型相结合。本书介绍了模态叠加法（Modal Superposition）在降阶处理柔性体运动中的应用，以及如何处理柔体与刚体之间的耦合效应，特别是在高速旋转部件或高载荷机构中的影响。 第三部分：系统分析、优化与控制集成 仿真结果的价值在于分析和优化。第三部分将仿真工具的应用提升到工程决策层面。 灵敏度分析与参数辨识： 讲解了如何对模型参数（如摩擦系数、材料阻尼、载荷大小）的变化对系统动态响应的影响进行系统性评估。本书提供了通过实验数据反向辨识模型未知参数的流程和算法，确保仿真模型与实际物理系统高度一致。 动态优化： 这是一个面向设计的关键环节。我们将研究如何利用梯度信息和无梯度优化算法（如遗传算法、粒子群优化）来最小化或最大化特定的性能指标（如能耗、振动幅度、冲击载荷）。优化目标函数的设计，特别是如何处理多目标优化和约束条件的有效性，将作为重点讨论内容。 控制系统集成与验证： 讲解了如何将PID、状态反馈、LQR等经典与现代控制算法无缝集成到多体动力学仿真环境中。重点展示了在闭环仿真中进行控制器增益整定和系统鲁棒性测试的方法，例如Monte Carlo仿真在评估系统在不确定性下的性能时的应用。 第四部分：特定工程领域的应用案例解析 本部分通过详尽的、从零开始的案例研究，巩固读者的实践能力。案例的选择涵盖了现代机械工程中的热点和难点领域： 高速精密机构： 如四足机器人、并联机器人或高精度机床的动态误差分析与补偿。 车辆悬挂系统仿真： 侧重于考虑轮胎与路面非线性接触模型、以及主动悬挂控制策略的验证。 旋转机械的非线性动力学： 涉及转子动力学、轴承间隙对系统稳定性（如临界转速、超速特性）的影响。 冲击与碰撞分析： 探讨了在接触和碰撞发生时，如何保证仿真结果的能量守恒性和物理合理性，并介绍了接触约束的专门处理技术。 本书特色： 高度的工程实用性： 所有理论均辅以详实的、可复现的案例和步骤解析。 强调多物理场耦合： 引导读者思考机械运动与其他物理场（如热效应、流体动力学）的潜在耦合。 面向未来趋势： 包含了对基于模型开发（Model-Based Design, MBD）流程的系统性介绍，为读者向更高级的系统工程迈进做好准备。 本书不仅是工具的使用手册，更是一本深入理解机械系统复杂行为、实现创新设计的思维导论。通过本书的学习，读者将能够自信地构建高保真度的数字样机，并在虚拟环境中完成对复杂机械系统的全生命周期分析。

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这本书的语言风格如果偏向学术化，我希望它能在理论推导上更加严谨和深入。比如，在介绍约束方程的建立时，除了给出软件中的几何定义，能否附带相关的微分代数方程（DAE）形式的数学描述？这样有助于我们理解软件底层的工作原理，为后续的二次开发打下理论基础。同时，如果能加入一些关于不同求解器（如HHT-alpha, Newmark-beta等）在特定问题上的性能对比和适用性分析，并解释它们背后的数学原理，而不是仅仅提供一个下拉菜单选项，这本书的深度和权威性就会大大提升。对于追求技术细节的工程师来说，这种理论与实践紧密结合的深度解读才是我们真正需要的“干货”。

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我拿到这本书后，第一印象是纸张的质感不错，印刷清晰，这对于看图说话的工程类书籍来说非常重要。我希望能看到更多关于高级模块使用的技巧和陷阱解析。比如，在模块化建模方面，如何设计可复用的子系统库，以便在不同的项目中快速调用和修改，减少重复劳动。再者，对于运动学和动力学仿真结果的可视化呈现，这本书如果能提供一些超越软件自带功能的定制化脚本或后处理方法，比如如何用Python或MATLAB来二次开发分析结果，生成更符合特定汇报需求的图表或动画，那会大大提升实用价值。毕竟，很多时候，我们需要的不仅仅是仿真结果，而是如何用最直观的方式把这些结果传递给决策者。

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这本书的排版看起来比较传统，章节划分似乎是按照软件功能模块的顺序来组织的。我个人更倾向于以应用场景来组织内容。比如，能不能有一个专门的章节，聚焦于“复杂机械系统故障诊断”的应用，然后逐步引导读者如何利用软件的各种工具来构建故障模型、设置触发条件，并分析系统在不同故障模式下的响应特征？这样的学习路径能让读者更有目标感。另外，如果能加入一些关于并行计算或GPU加速在大型多体动力学仿真中的应用探讨，那就更与时俱进了。毕竟，在如今的工业界，面对TB级别的数据量和毫秒级的仿真步长要求，单纯依赖单核CPU的传统求解方法已经越来越力不从心了。

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这本书的封面设计倒是挺抓人眼球的，设计感十足，那种科技蓝和金属灰的搭配，一下子就让人感觉内容会非常硬核。我原本还期待它能深入讲解一些前沿的仿真算法，比如如何利用机器学习优化有限元分析的网格划分策略，或者在处理复杂非线性接触问题时，如何通过更高效的数值积分方法来提高求解速度和精度。毕竟，在这个领域，效率和准确性是衡量一个工具或教程水平的关键指标。如果能有专门章节探讨不同类型材料模型（比如超弹性体、粘塑性材料）在ADAMS环境下的参数化设置，并且提供一些实际工程案例的对比分析，那就更好了。比如，模拟一个汽车悬挂系统的动态响应时，如何根据实验数据精确率定阻尼器的特性曲线，并将其无缝导入到软件中进行仿真验证，这样的深度内容才是真正能体现出教程价值的地方。

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从书的目录结构来看，它似乎非常侧重于基础操作和标准范例的演示。虽然基础很重要，但我更希望看到的是解决“疑难杂症”的经验分享。例如，在处理大变形或柔性体动力学（Flexible Body Dynamics）时，哪些建模假设是最容易导致计算不收敛的？当遇到奇异点或者刚度矩阵奇异性时，软件内部的求解器是如何应对的，读者又该如何手动干预或调整参数来规避这些问题？这些“过来人”的经验，往往比一板一眼的官方说明书来得更有价值。如果能包含一些常见错误日志的解读和快速修复指南，那对于初学者和中级用户来说，绝对是一本救急手册。

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我晕，才发现这书的题目居然是“虚似样机”……

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挺详细的

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书中错误不少，而且基础交代过少了，辅助较为理论的教材一起看效果更好