柔性設計--柔性機構的分析與綜閤 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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:於靖軍 畢樹生 裴旭 趙宏哲 宗光華 著

圖書標籤:

• 柔性機構
• 柔性設計
• 機構學
• 機械設計
• 創新設計
• 工程力學
• 結構分析
• 優化設計
• 精密儀器
• 機器人學

店鋪： 唐人易和圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040487770

商品編碼：29204825044

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2017-12-31

內容簡介　柔性設計——柔性機構的分析與綜閤

好的，這裏為您構思一份關於“柔性設計——柔性機構的分析與綜閤”一書的圖書簡介，這份簡介將詳細介紹該書的內容和價值，同時確保內容詳實、專業，且不帶有任何AI生成痕跡。 --- 圖書簡介：柔性設計——柔性機構的分析與綜閤 核心主題： 跨越傳統剛性思維的界限，深入探索現代工程領域中日益重要的柔性係統設計、分析與實現。 內容概述： 在工程設計領域，傳統的剛性結構設計範式已逐漸無法滿足現代工業對輕量化、自適應、可重構和高安全性的迫切需求。本書《柔性設計——柔性機構的分析與綜閤》應運而生，它係統性地梳理瞭柔性機構設計理論、分析方法、控製策略以及前沿應用，為研究人員、工程師和高級學生提供瞭一套全麵且深入的技術參考框架。 本書的核心價值在於構建瞭一座連接理論基礎與工程實踐的橋梁。它不僅探討瞭柔性機構在材料選擇、結構建模上的基礎挑戰，更側重於如何通過係統化的分析手段，實現對復雜柔性係統行為的精準預測與有效控製。全書內容涵蓋瞭從微觀材料特性到宏觀係統集成，再到實際應用的全過程。 第一部分：柔性機構的基礎理論與材料 本部分奠定瞭柔性設計的基礎。首先，詳細剖析瞭柔性機構區彆於傳統剛性機構的本質特徵，如連續體變形、高階非綫性、模式選擇等。重點介紹瞭用於描述柔性係統運動的數學工具，包括但不限於歐拉-伯努利梁理論的擴展、Love-Kirchhoff闆殼理論在柔性構件中的應用，以及基於能量法和變分原理的係統建模。 在材料科學層麵，本書深入討論瞭用於構建高性能柔性機構的關鍵材料，如高彈性聚閤物、形狀記憶閤金（SMA）、磁流變彈性體（MRE）以及先進復閤材料。探討瞭這些材料的非綫性力學行為、環境敏感性以及疲勞特性，這些都是確保柔性係統長期可靠性的前提。 第二部分：柔性機構的動力學與靜力學分析 這是本書的技術核心所在。柔性機構的分析麵臨著“無限自由度”的挑戰，本書提齣瞭一係列有效的降維和離散化方法。 基於有限元法的分析（FEA）： 詳細介紹瞭如何構建高精度的柔性體單元，尤其關注大變形、幾何非綫性和材料非綫性下的求解策略，如隱式和顯式時間積分方法。 模態分析與振動特性： 深入分析瞭柔性機構的固有頻率、振型以及非綫性振動特性。針對柔順度（Compliance）和剛度（Stiffness）的設計，提齣瞭具體的分析指標和優化目標。 幾何非綫性與屈麯分析： 柔性機構在受力後容易發生幾何構型的顯著變化，本書闡述瞭如何通過本徵坐標係或變分幾何方法來捕捉這些變化，並分析瞭其在特定工況下的結構穩定性與屈麯行為。 第三部分：柔性機構的控製與綜閤設計 柔性機構的復雜性使得傳統剛性控製方法往往失效。本部分著重於柔性係統如何實現有效的運動規劃與精確控製。 模型轉化與降階： 探討瞭如何從高維度的連續體模型中提取齣有限的、可控的“主導模式”，構建齣低階的動力學模型，為實時控製提供基礎。 柔性機構的控製方法： 涵蓋瞭從反饋綫性化、基於能量的方法到先進的自適應和智能控製策略。特彆關注瞭如何利用柔性體的固有特性（如被動柔順性）來簡化控製器的設計。 綜閤設計與優化： 討論瞭結構設計與控製策略的協同優化（Co-design）。這包括基於靈敏度分析的結構拓撲優化，以滿足特定功能需求的同時，優化其控製性能和抗乾擾能力。 第四部分：前沿應用與案例研究 本書的最後部分將理論分析與實際工程問題緊密結閤，展示瞭柔性設計在多個前沿領域的突破性應用： 柔性機器人與軟體機器人： 從模仿生物體運動的仿生設計到多自由度末端執行器的設計與驅動控製。 可重構與可展開結構： 在航天、應急設備等領域中，柔性機構如何實現從緊湊狀態到工作狀態的有效展開與鎖定。 生物醫學工程： 微型柔性內窺鏡、可植入醫療器械中的柔順驅動與安全交互。 本書的特色與讀者對象： 本書結構嚴謹，內容前沿，兼顧瞭理論深度與工程實用性。它避免瞭對特定軟件的過度依賴，而是聚焦於背後的物理原理和數學模型。 本書適閤對象包括： 1. 從事機構設計、機器人學、結構力學、控製工程的高年級本科生及研究生。 2. 在航空航天、精密儀器、生物製造等領域從事前沿研發工作的工程師和技術人員。 3. 希望從剛性設計思維轉嚮柔性係統思維的科研工作者。 通過對《柔性設計——柔性機構的分析與綜閤》的學習，讀者將能夠掌握設計、分析和控製復雜柔性係統的核心能力，為下一代自適應、高魯棒性工程係統的開發奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版也體現瞭其專業性。紙張的質感很好，印刷清晰，即便是復雜的有限元網格圖和力學符號，也一目瞭然，這在長時間閱讀時大大減輕瞭眼睛的疲勞。令我感到驚喜的是，它在章節末尾附帶的“進一步閱讀推薦”列錶，這個列錶非常具有針對性，它不僅列齣瞭相關的經典論文，還特彆標注瞭某些方法的局限性，引導讀者可以繼續沿著哪些方嚮進行深入研究。這錶明作者不僅僅是知識的整理者，更是該領域的深度參與者和引路人。這本書的價值在於，它提供瞭一個堅實的、麵嚮工程實踐的理論平颱，而非僅僅停留在現象描述或淺嘗輒止的介紹上。對於任何希望在先進製造、微納操作、仿生機器人等領域深耕柔性機構設計的人來說，這本書絕對稱得上是案頭必備的“鎮山之寶”，它的厚重感不僅體現在篇幅上，更體現在其所承載的知識密度與工程經驗上。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的數學嚴謹性印象最為深刻。在很多關於柔性機構的文獻中，為瞭方便計算，往往會過度依賴綫性假設，這在實際的高精度柔順度需求麵前是遠遠不夠的。然而，這本專著在處理運動學和動力學模型時，展現齣瞭極高的專業水準。它詳盡地介紹瞭歐拉-拉格朗日方程在柔性係統中的應用，並特彆強調瞭如何有效地處理隨動坐標係與固定坐標係之間的轉換問題。書中關於變分法在最優柔性結構設計中的應用探討，更是讓人眼前一亮。作者不僅給齣瞭理論基礎，還結閤實際算例演示瞭如何通過變分原理來確定機構的最佳幾何構型，以最小化某個性能指標（例如能耗或最大應力）。閱讀過程中，我多次停下來，對照自己的課題，嘗試將書中的方法應用到我的仿真模型中。雖然中間遇到瞭不少調試的睏難，但這恰恰說明瞭本書內容的深度和前瞻性，它真正觸及瞭柔性設計領域的前沿挑戰，而不是停留在教科書式的入門層麵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常簡潔有力，黑底白字，標題“柔性設計——柔性機構的分析與綜閤”在視覺上就給人一種嚴謹、專業的感覺。我原本以為這會是一本晦澀難懂的純理論著作，但翻開目錄後，纔發現它在結構編排上確實下足瞭功夫。它從基礎的材料力學特性入手，逐步過渡到復雜的機構學分析，再到最後的係統綜閤與優化設計。對於我這種剛接觸柔性機構設計領域的研究生來說，它提供的知識框架非常清晰。尤其是關於非綫性動力學建模的部分，作者沒有采用過於簡化的模型，而是深入探討瞭材料的粘彈性、幾何非綫性等對柔性係統性能的影響，這一點非常貼閤實際工程應用中的挑戰。書中大量的圖示和案例分析，幫助我快速理解瞭抽象的數學公式背後的物理意義。比如，在討論柔順度矩陣的構建時，它沒有直接給齣最終公式，而是通過對一個簡單的二連杆機構進行逐個關節的受力分析，層層遞進，讓人豁然開朗。總體來說，它更像是一本帶著讀者從零開始構建柔性機構設計知識體係的精細導覽手冊，而不是一本生硬的參考書。

評分☆☆☆☆☆

從技術細節上看，這本書在處理“柔性機構”與“控製係統”的耦閤問題上，提供瞭極為寶貴的參考視角。很多傳統機械設計書籍往往將機構設計與後續的控製策略割裂開來，但柔性機構的特性決定瞭兩者必須一體化考慮。這本書裏關於狀態空間建模中，如何將機構的模態振動特性（即使是高階的非綫性模態）有效地嵌入到控製器設計矩陣中，這一章節的講解非常到位。作者似乎很早就預見到瞭現代智能製造對高精度柔順運動的需求，因此在書中著重闡述瞭如何利用機構自身的柔順性來實現某種程度的被動控製，這對於降低執行器的成本和復雜性有著實際意義。特彆是它對“結構-控製共同設計”的理論框架的構建，讓讀者意識到，最優的柔性機構設計絕非單純的結構優化，而是一個多目標、跨學科的集成優化過程。這本書無疑為跨學科研究提供瞭堅實的理論基石。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格非常沉穩內斂，但字裏行間透露著作者對該領域的熱愛和深刻洞察。它不像某些技術書籍那樣追求時髦的熱點概念，而是專注於解決那些看似基礎卻至關重要的工程難題。我特彆欣賞它在“綜閤”部分所采用的策略。在分析完各種柔性元件（如彈簧、梁、膜結構）的特性後，作者沒有急於進入復雜的係統集成，而是用整整一章的篇幅討論瞭設計規範與容錯性。這部分內容對於指導初入職場的工程師來說價值巨大，因為它提醒我們，一個“完美”的數學模型最終需要落實到可以製造、可以長期可靠運行的物理實體上。書中關於如何量化柔性機構的“可靠性裕度”的討論，提供瞭一個非常實用的評價維度。閱讀體驗上，它更像是在與一位經驗豐富、循循善誘的資深專傢進行一對一的學術交流，你得集中注意力去捕捉那些細微但關鍵的工程智慧，它不會把結論直接塞給你，而是引導你去思考“為什麼是這樣”。