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內容簡介

　　《柔性構件：變形場分析、重構及其應用/智能製造與機器人理論及技術研究叢書》的研究主要集中在對柔性細長杆件和薄闆的變形分析上，對從經典的均質懸臂梁柔性杆變形模型到一般的柔性薄闆大變形模型進行瞭理論闡述及案例驗證。從伯努利�纔防�形變力學模型、斯蒂芬·鐵木辛柯力學模型入手，對比分析瞭基於解析解法、有限差分法、有限元法等的變形模型，逐步綜閤瞭彎麯、扭轉、扭彎組閤等幾何非綫性變形過程。
　　《柔性構件：變形場分析、重構及其應用/智能製造與機器人理論及技術研究叢書》在對柔性構件傳統變形分析的基礎上，引入瞭變形場重構的概念，即柔性構件可被看作是由有限個離散的微小段組閤而成的，也可被看作是點雲的集閤。基於此，對柔性構件的變形分析可轉化為空間點坐標重構問題，《柔性構件：變形場分析、重構及其應用/智能製造與機器人理論及技術研究叢書》重點闡述瞭雙目視覺重構法、模型分析法以及兩者的融閤。在變形分析的應用方麵，《柔性構件：變形場分析、重構及其應用/智能製造與機器人理論及技術研究叢書》以實例完整闡述瞭三維空間內全局大變形柔性杆變形可視化，以及柔性薄闆在扭彎等復雜工況下動態變形場的快速重構和圖像反饋等過程。

作者簡介

　　冀晶晶，博士，華中科技大學機械學院講師。分彆於2008年、2014年獲浙江大學機械工程工學學士和博士學位。期間，獲國傢留學基金委資助，赴美國佐治亞理工學院（Georgia Institute of Technology）進行為期一年的聯閤培養。2014年5月至華中科技大學機械工程流動站從事博士後研究，齣站後在數字製造裝備與技術國傢重點實驗室從事教學科研工作。
　　主要從事機電一體化、機器人、建模以及場重構等方麵的研究工作。主持國傢自然科學基金、中國博士後麵上項目，作為學術骨乾參與國傢973項目課題。在國際知名期刊發錶學術文章十餘篇，曾獲華中科技大學機械學院“優秀博士後資助計劃”、浙江大學優秀研究生一等奬、浙江大學優秀畢業生等榮譽。
　　
　　李國民（Kok-MerlgLee），男，美國麻省理工學院博士，美國總統奬獲得者，IEEEFellow、ASMEFellow、IEEE／ASME Transactions on Mechatronics（TMech）主編（2008—2013）。任美國佐治亞理工學院終身教授，***“韆人計劃”專傢，華中科技大學教授，973項目首席科學傢。
　　主要研究領域為智能製造裝備與技術、智能傳感及驅動、復雜機電係統。主持與智能製造密切相關的美國自然科學基金、國際閤作項目10餘項。在智能傳感器、靈巧驅動器、機器視覺、多變量熱-流耦閤過程建模與控製等領域取得係列成果，並廣泛應用於製造工業中的檢測、定位與控製、場重構、分布參數建模與控製等方麵。發錶相關論文300餘篇，參與齣版英文專著3部，授權美國與國際專利10項。

內頁插圖

目錄

第1章 緒論
1．1 引言
1．2 柔性構件的應用領域
1．3 柔性構件設計分析的研究現狀
1．3．1 柔性構件設計的研究現狀
1．3．2 柔性構件分析的研究現狀
參考文獻

第2章 柔性杆純彎麯時的變形分析
2．1 等截麵梁變形模型
2．1．1 小變形分析
2．1．2 大變形分析
2．2 非等截麵梁變形模型
2．3 數值求解方法
2．3．1 打靶法
2．3．2 有限差分法
2．3．3 有限元法
2．4 數值求解實例
2．4．1 均勻梁
2．4．2 非均勻梁

第3章 接觸狀態下柔性杆純彎麯變形分析
3．1 接觸定義
3．2 卡扣變形解析模型
3．3 基於接觸判定的變形求解
3．4 有限元接觸變形分析
參考文獻

第4章 柔性杆扭彎變形分析
4．1 非綫性柔性杆變形模型
4．1．1 局部坐標係下的麯率模型
4．1．2 全局坐標係下的麯率模型
4．2 二維柔性構件的麯率模型及求解
參考文獻

第5章 準靜態工況下的柔性杆扭彎變形快速求解
5．1 柔性杆變形的麯率解耦方法
5．1．1 狀態空間錶達的麯率模型
5．1．2 離散綫性化的狀態空間麯率模型
5．1．3 麯率模型沿路徑的離散化求解
5．1．4 柔性杆變形的快速求解
5．2 二維柔性杆的麯率模型解耦方法
5．2．1 全局坐標係下麯率模型的解耦求解
5．2．2 快速求解實例
5．3 柔性杆扭彎組閤實例
5．3．1 三維柔性梁扭彎變形
5．3．2 二維柔性梁純彎麯
參考文獻

第6章 多體係統中柔性薄闆扭彎變形分析
6．1 多體係統動力學建模與求解的一般過程
6．1．1 多體係統動力學建模理論
6．1．2 運動一彈性動力學分析方法
6．2 平麵柔性係統運動方程
6．2．1 柔性體平麵運動學
6．2．2 柔性單元的運動方程
6．2．3 多柔體係統動力學方程
6．3 數值示例
6．3．1 多體動力學有限元分析法
6．3．2 接觸模型與摩擦模型
6．3．3 FEA模型的參數識彆及變形分析

第7章 基於局部測量的柔性薄闆變形場重構
7．1 雙目視覺空間麯麵重構方法
7．2 基於真實多視圖圖像的形狀重建
參考文獻

第8章 移動式柔性機器人行進過程中變形場重構
8．1 動態柔性梁變形可視化
8．1．1 前後輪的動力學模型
8．1．2 磁吸力實驗測量
8．2 柔性薄壁闆變形場重構
8．2．1 耦閤基於模型的多視圖重建
8．2．2 梁形狀相似性評價和結果討論
參考文獻

前言/序言

　　柔性構件利用材料的柔性變形來傳遞力、位移和能量，可以消除側隙、摩擦和磨損，具有結構簡單，質量小等優點，在需要連續彎麯和扭轉的場所錶現齣很大的優勢。對柔性體變形的精確描述和控製一直是傳統機械設計領域乃至智能製造領域普遍關心的問題。
　　柔性構件的變形分析是經典力學問題，有完整的力學模型。但隨著科技發展的突飛猛進，智能製造的提齣及推進，傳統的柔性構件變形問題重新解構為新的科學問題，即：變形場問題。傳統柔性梁、柔性闆的變形問題可轉化為空間點雲的變形場重構問題。基於此，智能傳感技術、數值計算技術、空間重構算法等現代新手段都可以作為求解此問題的手段。經典力學模型與現代工程手段的綜閤應用是本書解決柔性構件變形問題的亮點所在。區彆於材料力學、彈性力學等理論類的書籍，本書以工程實際中柔性變形分析與控製的實際需求齣發對全書進行框架搭建，最終的目的也是麵嚮變形可視化、快速求解等實際工程需求。對於新算法或模型的提齣，書中都盡可能以實際的工程實例進行範例說明。本書內容主要基於筆者近些年來的研究工作，有一定的創新性，與傳統的教科書相比，內容上會有一定的難度。建議讀者在相關理論知識學習的基礎上參閱。
　　本書由李國民教授統籌，編寫工作主要由冀晶晶完成，內容上汲取瞭李國民教授（英文名：LeeKok-Meng）及其博士生多年來的研究精華，包括Li Qiang、Yin Xuecheng、LanChao-Chieh、Guo Jiajie、Xie Yang等。本書得以完整係統地描述柔性構件變形問題離不開這些人多年的研究、積纍，在此深錶謝意！浙江工業大學的計時鳴教授和武漢理工大學的尹海斌教授給本書的寶貴意見對提高本書質量起到瞭極大的作用，筆者錶示衷心的感謝！
　　由於編者水平有限，書中難免有錯誤和不妥之處，敬請讀者不吝賜教。
　　特彆聲明：本書沒有統一的符號錶，各章的符號定義自成體係。
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