楊國來、郭銳、葛建立編著的《機械繫統動力學
建模與仿真》共分7章。第1章介紹了機械繫統的基本
概念、機械繫統數學模型及其分類、機械繫統動力學
的研究任務和迫切性等；第2、3、4章對機械振動的
基本知識進行了闡述，包括單自由度振動繫統、兩自
由度振動繫統和多自由度振動繫統的基本理論和建模
方法；第5章講述了彈性體振動；第6章介紹了多剛體
繫統動力學建模理論和方法；第7章對機械振動試驗
和多剛體繫統動力學仿真試驗進行了介紹。
本書是在多年從事機械繫統動力學、機械振動、
多體繫統動力學、武器虛擬樣機技術等教學和科研實
踐的基礎上，根據機械類專業本科生教學需要，編著
而成書。本書可作為機械類專業本科生高年級教材，
總學時計劃48學時左右，也可供從事機械動態設計的
科技人員作參考。

第1章 緒論
1.1 機械繫統的概念
1.1.1 繫統
1.1.2 機械繫統
1.1.3 機械繫統的數學模型
1.2 離散繫統和連續繫統
1.2.1 離散繫統
1.2.2 連續繫統
1.2.3 離散繫統和連續繫統的辯證統
1.3 線性繫統和非線性繫統
1.4 確定性、隨機性與模糊性
1.5 機械繫統動力學的任務
1.5.1 機械繫統動力學建模與仿真
1.5.2 機械繫統動力學設計
1.5.3 機械繫統動力學控制
1.5.4 我國機械繫統設計的現狀
1.6 機械繫統動力學分析及其迫切性
第2章 單自由度繫統振動
2.1 引言
2.2 單自由度無阻尼自由振動
2.2.1 繫統的動力學模型和運動微分方程
2.2.2 振動特性的分析
2.2.3 扭轉繫統的無阻尼自由振動
2.2.4 單自由度無阻尼繫統固有頻率的計算方法
2.3 單自由度繫統有阻尼振動
2.3.1 繫統動力學模型和運動微分方程
2.3.2 振動特性的討論
2.4 單自由度繫統的強迫振動
2.4.1 簡諧強迫振動
2.4.2 周期激振力引起的強迫振動
2.4.3 任意激振力引起的強迫振動
2.5 強迫振動理論的應用
2.5.1 振動的隔離
2.5.2 軸的臨界轉速
2.6 單自由度繫統振動的Simulink建模與仿真
2.6.1 MATLAB／Simulink簡介
2.6.2 基於Simulink的振動建模與仿真
2.6.3 基於M文件的振動建模與仿真
2.7 習題
第3章 二自由度繫統的振動
3.1 引言
3.2 二自由度繫統的自由振動
3.2.1 繫統的運動微分方程
3.2.2 固有頻率和主振型
3.2.3 繫統對初始條件的響應
3.2.4 振動特性的討論
3.3 二自由度繫統的強迫振動
3.3.1 繫統的運動微分方程
3.3.2 振動特性的討論
3.3.3 動力減振器
3.4 習題
第4章 多自由度繫統振動
4.1 多自由度繫統運動方程的建立
4.1.1 拉格朗日方法
4.1.2 影響繫數法
4.2 多自由度繫統的固有頻率和主振型
4.2.1 固有頻率
4.2.2 主振型
4.2.3 基於MATLAB盼固有頻率和振型計算
4.2.4 主振型的正交性
4.3 多自由度繫統的模態分析法
4.3.1 模態矩陣
4.3.2 模態坐標及正則坐標
4.3.3 用模態分析法求繫統動力響應
4.4 多自由度繫統和數值方法
4.4.1 瑞利法
4.4.2 鄧柯萊法
4.4.3 矩陣迭代法
4.5 習題
第5章 彈性體的振動
5.1 引言
5.2 杆的縱向振動
5.2.1 運動方程
5.2.2 固有頻率和主振型
5.3 軸的扭轉振動
5.3.1 運動方程
5.3.2 固有頻率和主振型
5.4 梁的橫向自由振動
5.4.1 運動方程
5.4.2 固有頻率和主振型
5.5 梁的橫向受迫振動
5.5.1 主振型的正交性
5.5.2 用模態分析法求解梁的動力響應
5.6 梁的有限元建模與分析
5.6.1 縱向振動杆單元
5.6.2 橫向振動梁單元
5.6.3 繫統的振動微分方程
5.6.4 例題
5.6.5 變截面梁的模態分析
5.7 矩形薄板的振動分析
5.7.1 薄板概念和假設
5.7.2 問題描述
5.7.3 操作步驟
5.8 習題
第6章 多剛體繫統動力學建模與仿真
6.1 多剛體繫統動力學的建模原理與方法
6.2 多剛體繫統的基本概念
6.2.1 多剛體繫統
6.2.2 剛體
6.2.3 鉸(運動約束)
6.2.4 外力與力元
6.3 剛體動力學的基本原理
6.3.1 方向餘弦矩陣
6.3.2 剛體空間轉動的描述
6.3.3 剛體的角速度
6.3.4 剛體上任意點的運動學
6.4 遞推形式的多剛體繫統運動學
6.5 凱恩方法及多剛體繫統動力學方程
6.5.1 偏速度及偏角速度
6.5.2 廣義主動力及廣義慣性力
6.6 機械繫統動力學方程的數值解法
6.6.1 龍格-庫塔法
6.6.2 變步長法
6.6.3 算法誤差和穩定性
6.7 基於ADAMS的機械繫統動力學建模與仿真
6.7.1 ADAMS軟件的模塊組成及功能
6.7.2 基於ADAMS的多體繫統動力學建模及數值計算
6.7.3 三自由度機械手動力學建模與仿真分析
6.7.4 懸弔式起重機動力學建模與仿真分析
第7章 機械繫統動力學實驗
7.1 兩自由度動力消振實驗
7.1.1 實驗內容
7.1.2 實驗目的
7.1.3 實驗要求
7.1.4 實驗儀器與設備
7.1.5 實驗原理及框圖
7.1.6 實驗方法及步驟
7.2 懸臂梁固有頻率與振型測量
7.2.1 實驗內容
7.2.2 實驗目的
7.2.3 實驗要求
7.2.4 實驗所需儀器設備及原理方法
7.2.5 實驗操作步驟
7.2.6 實驗報告要求
7.3 自由梁模態實驗
7.3.1 實驗內容
7.3.2 實驗目的
7.3.3 實驗要求
7.3.4 實驗所用儀器設備
7.3.5 實驗原理
7.3.6 實驗方法與步驟
7.4 曲柄滑塊機構的運動學建模與仿真
7.4.1 曲柄滑塊機構的運動學方程
7.4.2 Simulink環境下的曲柄滑塊機構運動學建模與仿真
7.4.3 ADAMS環境下的曲柄滑塊機構運動學建模與仿真
7.5 凸輪動力學建模仿真與設計分析
7.5.1 凸輪三維設計
7.5.2 約束建模
7.5.3 數值仿真與設計分析
參考文獻