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喻天翔等编著 著

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出版社： 西北工业大学出版社

ISBN：9787561252246

商品编码：25569558613

出版时间：2017-02-01

作  者:喻天翔 等 编著 定  价:65 出 版 社:西北工业大学出版社 出版日期:2017年02月01日 页  数:408 装  帧:平装 ISBN:9787561252246 ●第1章 绪论
●1.1 虚拟样机技术
●1.2 LMSVirtual.Lab仿真平台简介
●1.3 LMSVirtual.LabMotion介绍
●1.4 计算多体系统动力学理论背景
●1.4.1 常见的多体系统动力学问题
●1.4.2 多体系统动力学方程的原理与方法
●第2章 LMSVirtual.LabMotion高级功能
●2.1 子结构装配
●2.1.1 概念
●2.1.2 案例
●2.2 表达式
●2.2.1 概念
●2.2.2 案例
●2.3 判断
●2.3.1 概念
●2.3.2 案例
●2.4 接触
●2.4.1 刚刚接触
●2.4.2 刚柔接触
●部分目录

内容简介

《LMS Virtual.Lab Motion进阶与案例教程》共分为7章，靠前章介绍了虚拟样机技术、多体系统动力学以及软件；第2章介绍了LMSVirtual.LabMotion的不错功能，包括控制、液压、轮胎等15个不错功能；第3章介绍了LMSVirtual.LabMotion中的刚柔耦合多体动力学建模，包括多种柔性化建模方式；第4章介绍了机构的灵敏度分析和优化；第5章介绍了机电液一体化分析，将LMSVirtual.LabMotion与AMESim相结合，实现1D-3D仿真；第6章介绍了系统级疲劳分析；第7章介绍了系统级振动噪声分析。
《LMS Virtual.Lab Motion进阶与案例教程》主要面向机械类及相关专业的LMSVirtual.LabMotion用户，可供从事航空航天、国防工业、工程机械、车辆、船舶、机械制造等领域科学研究及产等

动态仿真世界：深入探索物理世界与工程设计的奥秘 在现代工程领域，对复杂系统进行精确的动态行为预测和优化至关重要。无论是汽车悬挂系统的响应、飞行器机翼的振动、机器人手臂的精确运动，还是工业机械的可靠运行，都离不开对运动动力学的深刻理解和有效仿真。本书将带领读者踏上一段深入动态仿真世界的旅程，从基础理论到高级应用，为理解和掌握复杂的机械系统运动提供坚实的基础和实用的指导。 本书聚焦于物理世界的动态仿真，旨在帮助读者建立一个完整的知识体系，理解如何将现实世界中的物理现象转化为数字模型，并通过先进的仿真软件来预测、分析和优化这些系统的行为。我们不局限于单一的软件工具，而是强调动态仿真背后的核心原理和通用方法，使读者能够灵活运用所学知识，应对各种工程挑战。 第一部分：动态仿真的基石——理论基础与建模 在本部分，我们将首先奠定坚实的理论基础。我们会深入剖析牛顿第二定律在描述物体运动中的核心作用，并在此基础上引入拉格朗日方程和哈密顿方程等更高级的分析工具，理解它们在处理复杂约束和多自由度系统时的优势。我们将探讨刚体动力学的数学框架，包括位置、速度、加速度、角速度、角加速度等关键概念，以及如何利用齐次变换矩阵来描述和追踪物体在三维空间中的运动。 接着，我们将重点关注多体动力学（Multibody Dynamics, MBD）的概念。MBD是描述和仿真由多个相互连接的刚体或柔体组成的系统的核心理论。我们将详细讲解约束的类型，如铰接约束、滑动约束、万向节约束等，以及它们如何限制系统的自由度。理解约束的正确建立是构建准确仿真模型的关键。 建模是动态仿真的起点。我们将探讨不同类型的建模方法： 基于模型的建模（Model-based Modeling）： 这种方法侧重于通过数学方程来描述系统的物理定律。我们将学习如何从系统图（如力的分解、力的传递路径）中提取信息，并将其转化为代数和微分方程组。 基于参数的建模（Parameter-based Modeling）： 许多仿真工具允许用户通过定义系统组件的几何参数、材料属性、连接方式以及施加的载荷来构建模型。我们将学习如何精确定义这些参数，以确保模型的准确性。 面向对象的建模（Object-Oriented Modeling）： 现代仿真平台通常采用面向对象的思想，将物理组件抽象为可重用的对象，如关节、连杆、传感器、执行器等。我们将学习如何有效地组织和管理这些对象，以构建大型复杂的系统模型。 此外，我们还将讨论运动学（Kinematics）与动力学（Dynamics）的区别与联系。运动学关注物体运动的几何特性，而不考虑引起运动的力；动力学则在运动学的基础上，进一步考虑力和力矩的作用，以及它们如何影响物体的运动。理解这两者的关系，对于准确模拟系统的响应至关重要。 第二部分：仿真工具与技术——从入门到精通 理论知识需要借助强大的仿真工具来实现。本部分将围绕先进的多体系统仿真平台展开，介绍其核心功能、操作流程和技术细节。我们将侧重于如何有效地使用这些平台来构建、求解和分析动态仿真，而不是对某个特定软件进行流水线式的教程。 我们将首先介绍仿真模型的搭建流程： 几何建模与导入： 如何创建或导入系统的三维几何模型，并确保其准确性。 组件定义与连接： 如何定义系统的基本组件（如刚体、柔体），并按照物理连接方式（如关节）将它们连接起来。 属性设置： 如何为组件设置质量、惯性、材料属性、摩擦等动力学参数。 约束与自由度管理： 如何精确地施加和检查约束，确保系统的自由度符合预期。 载荷与激励施加： 如何定义力和力矩、外部激励、传感器输入等，以模拟系统在实际工作环境中的受力情况。 接着，我们将深入探讨仿真求解器的原理与选择。动态仿真方程通常是非线性的、耦合的常微分方程组。我们将介绍不同类型的求解器，如显式求解器和隐式求解器，以及它们在精度、稳定性和计算效率方面的权衡。我们将学习如何根据问题的特性选择合适的求解器，并调整其参数以获得最优的仿真结果。 后处理与结果分析是仿真过程中不可或缺的一环。我们将学习如何： 提取仿真数据： 如位移、速度、加速度、力、力矩、应力、应变等关键仿真结果。 可视化技术： 如何利用动画、曲线图、矢量图等多种方式直观地展示仿真结果，便于理解。 数据分析方法： 如何对仿真数据进行统计分析、频谱分析、参数敏感性分析等，以揭示系统的内在规律。 性能评估与优化： 如何基于仿真结果来评估系统的性能指标，如能量消耗、响应时间、可靠性等，并为设计优化提供依据。 第三部分：高级应用与工程实践——将仿真应用于解决实际问题 理论和工具掌握之后，本书将带领读者进入工程实践的广阔天地。本部分将通过一系列典型工程案例，展示如何将动态仿真技术应用于解决实际工程问题。 车辆动力学仿真： 模拟汽车的悬挂系统响应、转向稳定性、制动性能、乘坐舒适性等。我们将探讨如何建立车辆模型，施加路面激励、转向输入，并分析车辆的动态行为。 机器人仿真与控制： 仿真机器人手臂的运动轨迹、末端执行器的受力情况、与环境的交互。我们将涉及机器人运动学（正运动学、逆运动学）和动力学，以及如何将仿真结果用于机器人控制器的设计与验证。 机械系统动力学分析： 模拟工业机械（如传送带、减速器）、工程机械（如起重机、挖掘机）的运行状态，分析关键部件的受力、振动特性，预测寿命，优化设计。 柔性体动力学（Flexible Body Dynamics）： 对于一些轻量化、大柔度或者高速运转的部件，刚体假设可能不再适用。我们将介绍如何将柔性体引入多体系统仿真，以及如何处理由此带来的计算复杂性，例如模拟风力涡轮机叶片的弯曲振动。 碰撞与接触仿真： 模拟物体之间的碰撞过程，分析碰撞力的时域变化，以及对系统产生的冲击影响。我们将探讨接触模型的建立，以及如何进行准确的碰撞分析。 多物理场耦合仿真： 在某些情况下，机械运动需要与流体、热、电磁等其他物理场进行耦合。我们将简要介绍如何与多物理场仿真工具集成，以进行更全面的系统分析。 在每个案例中，我们都将遵循问题定义、模型构建、仿真执行、结果分析、设计优化的完整流程，力求让读者理解仿真技术是如何服务于工程设计的实际决策过程。我们将强调模型验证的重要性，即如何通过实验数据来验证仿真模型的准确性，并进行必要的模型修正。 第四部分：进阶主题与未来展望 为了进一步提升读者的仿真能力，本部分将触及一些进阶主题： 参数优化与灵敏度分析： 如何系统地调整设计参数以达到最优性能，以及识别哪些参数对系统性能影响最大。 实时仿真与硬件在环（Hardware-in-the-Loop, HIL）： 了解如何实现高实时性的仿真，并与真实硬件进行集成测试，加速产品开发周期。 数值方法与算法： 对求解器背后的数值算法进行更深入的探讨，理解其工作原理和局限性。 先进的建模技术： 如基于有限元法的柔性体建模、基于模型的控制（Model Predictive Control, MPC）与动力学仿真结合等。 最后，我们将展望动态仿真技术的未来发展趋势，包括人工智能在仿真中的应用、更高效的仿真算法、云端仿真平台等，激发读者对该领域的持续学习和探索。 本书的编写旨在提供一个全面、系统、实用的动态仿真指南。我们希望通过深入浅出的讲解和丰富的工程案例，帮助读者掌握多体动力学仿真的核心理念与实用技巧，从而在各自的工程领域中，更精准地预测物理世界的动态行为，设计出更优越、更可靠的工程产品。无论您是学生、研究人员还是经验丰富的工程师，相信本书都能为您在动态仿真领域的研究与实践提供宝贵的助力。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在机械工程领域有数年工作经验的工程师，我一直致力于提升自己在动力学仿真方面的能力，特别是对LMS Virtual.Lab Motion这款强大的仿真软件产生了浓厚的兴趣。我购买了《LMS Virtual.Lab Motion进阶与案例教程》，希望能从中获得宝贵的实战经验和深入的理论指导，以应对工作中遇到的复杂工程问题。我理想中的这本书，应该会详细阐述LMS Virtual.Lab Motion在解决诸如车辆动力学、机械臂协同控制、工业自动化设备仿真等方面的专业应用。我期待看到书中能够提供详细的建模策略，包括如何准确地捕捉零部件的柔性、如何有效地处理多体系统的耦合以及如何优化仿真模型的计算效率。同时，我希望书中能够深入探讨仿真结果的后处理和验证方法，例如如何通过对比试验数据来验证仿真模型的准确性，以及如何基于仿真结果来给出具有建设性的设计优化建议。然而，在仔细阅读了这本书的部分内容后，我发现它在这些方面的信息量相对有限。书中对一些关键的仿真技巧，比如如何有效地进行模型降阶以加速计算，或者如何针对特定场景选择合适的求解器类型，并没有给出明确的指导。而且，书中的案例分析，虽然涉及到一些工程问题，但对于这些问题的仿真建模和结果分析的深度，并没有达到我所预期的水平。我感觉这本书更像是一本操作手册的扩展，而缺乏真正能够帮助工程师突破技术瓶颈的深度洞察和前沿应用。

评分☆☆☆☆☆

我一直对利用仿真技术来优化产品设计充满热情，尤其是在多体动力学仿真领域。我听说LMS Virtual.Lab Motion在业界有着广泛的应用，因此，我购买了《LMS Virtual.Lab Motion进阶与案例教程》，希望能从中学习到更深入的仿真技巧和实战经验。我期望这本书能够深入剖析软件的先进功能，例如如何处理复杂的柔性体动力学、如何进行参数化仿真以及如何进行不确定性分析等。此外，我特别关注书中能够提供一些能够解决实际工程难题的案例研究，比如针对特定行业（如航空航天、机器人技术）的复杂系统仿真，并详细讲解分析过程、结果解读以及如何根据仿真结果进行设计改进。我希望书中能够包含一些作者在实际项目中遇到的挑战以及他们如何运用LMS Virtual.Lab Motion来克服这些挑战的经验分享。然而，在阅读过程中，我发现书中关于高级功能和深入案例的篇幅相对较少，我所期待的那种能够解决复杂工程问题的详细步骤和分析方法并没有得到充分的体现。更多的是一些通用的操作演示，缺乏对关键技术细节的深入探讨，比如在处理非线性约束、冲击碰撞仿真或者高精度求解器选择等方面的指导。而且，书中提供的案例似乎也比较表面化，对于仿真结果的解释和工程应用建议也相对笼统，没有给我带来太多启发性的思考。这让我感觉这本书在“进阶”和“案例教程”这两个方面，都还有很大的提升空间。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚开始接触运动仿真领域的初学者，我原本对《LMS Virtual.Lab Motion进阶与案例教程》抱有很高的期望，希望能借此系统地学习软件的操作和掌握实际应用技巧。然而，当我拿到这本书时，首先映入眼帘的是其厚重的篇幅，这让我既感到兴奋又有些许忐忑。我满心期待地翻开第一章，希望能从基础概念讲起，一步步引导我理解运动仿真的基本原理以及LMS Virtual.Lab Motion软件的架构。我预想中，书中应该会对软件的各个模块进行详细的介绍，比如如何创建模型、定义约束、施加载荷、设置求解器参数等等，并且会穿插一些简单的示例来帮助理解。同时，我希望能够看到一些关于运动仿真在不同行业应用中的典型案例，比如汽车悬挂系统、机械臂运动、航空器姿态控制等，通过这些案例的学习，我能够将理论知识与实际问题联系起来，从而更快地掌握软件的使用。然而，在我阅读的过程中，我发现这本书的内容似乎跳过了我非常需要的那些基础的讲解。我很难找到关于软件界面布局、基本工具栏功能、以及如何进行初步模型导入和几何清理的详细说明。书中的内容似乎直接切入了更复杂的概念和技术，这对于像我这样的新手来说，无疑增加了学习的难度。我花了很长时间试图理解一些术语和操作流程，但由于缺乏前置的铺垫，我感觉自己像是在空中楼阁里摸索，难以建立起系统的知识体系。这本书的内容，给我一种它更适合已经对LMS Virtual.Lab Motion有一定了解，并且具备一定工程背景的读者，而不是像我这样完全从零开始的学习者。

评分☆☆☆☆☆

对于我们这种需要频繁进行动态性能评估的行业从业者来说，一款优秀的仿真软件和一本高质量的教程至关重要。《LMS Virtual.Lab Motion进阶与案例教程》的名字听起来就非常契合我们的需求。我期望这本书能够全面地涵盖LMS Virtual.Lab Motion的各个方面，从基础的几何建模、物理属性定义，到复杂的动力学分析、多体系统耦合，再到高级的优化和设计迭代。我尤其希望书中能够提供大量贴近实际工程应用的案例，并且这些案例能够详细地展示仿真流程、关键参数的设置、结果的解读以及最终的设计建议。例如，对于汽车零部件的耐久性仿真、工程机械的运动平稳性分析、或者航空航天器的姿态控制模拟，我都希望能在书中找到详实的讲解。我期待能够学习到如何利用LMS Virtual.Lab Motion来识别设计中的潜在问题，预测设备在不同工况下的表现，并最终指导我们进行有效的优化，从而缩短研发周期，降低成本。然而，在翻阅了这本书的目录和部分章节后，我感到有些失望。书中的内容，虽然涉及了一些案例，但往往比较简略，并没有深入到仿真过程的细节。例如，在处理大型复杂装配体时，如何有效地进行模型简化和管理，如何处理不同零部件之间的接触和碰撞，以及如何进行鲁棒性分析等关键技术，书中并没有给予足够的关注。

评分☆☆☆☆☆

在接触LMS Virtual.Lab Motion一段时间后，我深知其在复杂机械系统动力学仿真领域的强大能力。因此，我满怀期待地入手了《LMS Virtual.Lab Motion进阶与案例教程》，希望能借此提升我的仿真水平，掌握更高级的应用技巧。我理想中，这本书应该会提供一些关于如何构建高度准确且高效的仿真模型的深度指导，包括如何处理非标准约束、如何应用先进的求解器技术以及如何进行模型验证和校准。此外，我非常期待书中能够包含一些行业前沿的案例研究，能够展示LMS Virtual.Lab Motion在解决一些具有挑战性的工程问题中的应用，例如仿真的实时性控制、与控制系统的联合仿真，以及在数字孪生构建中的作用。我希望能够从中学习到如何通过仿真来预测并解决那些难以在物理试验中发现或测试的问题，从而推动技术创新。然而，在我阅读的过程中，我发现这本书的内容，虽然涵盖了一些案例，但其深度和广度，并没有达到我预期的“进阶”水平。书中的很多内容，对于我来说，更像是一些基础功能的重述，而缺乏真正能够指导我进行更高级仿真分析的独到见解或实用技巧。例如，在处理大规模、多自由度系统的仿真效率优化方面，书中并没有提供具体的策略；在进行复杂动力学行为的分析和解读时，也显得略显肤浅，没有深入到背后原理的探讨。