目录

第1章低速碰撞分析导论

1.1两体碰撞的术语

1.1.1碰撞体的构型

1.1.2接触点的相对速度

1.1.3作用力

1.2碰撞分析方法的分类

1.2.1“刚体”碰撞现象描述

1.2.2柔性物体横向碰撞现象描述

1.2.3柔性物体轴向碰撞现象描述

1.2.4各种低速碰撞理论的适用性

1.3动力学原理

1.3.1质点运动学

1.3.2质点系动力学

1.3.3刚体的动力学方程

1.3.4刚体对以恒定速度相对于惯性系进行运动的点的动量矩变化率

1.4矢量的分解

1.5矢量和指标符号

习题

第2章共线刚体碰撞

2.1正碰撞的相对运动方程

2.2碰撞的压缩和恢复阶段

2.3法向相对运动的动能

2.4法向接触力所做功

2.5碰撞过程中的恢复系数及所吸收动能

2.6分离时刻接触点的速度

2.7分配到每个物体的动能损失量

习题

第3章平面或二维刚体碰撞

3.1接触点的相对运动方程

3.2光滑刚体的碰撞

3.3粗糙物体的滑动摩擦

3.3.1干摩擦的阿蒙顿库仑定律

3.3.2粗糙物体相互碰撞的平面运动方程

3.3.3碰撞中的接触过程和滑动演化

3.4接触反力冲量所做功

3.4.1总功等于动能的变化

3.4.2冲量分量的部分功

3.4.3能量恢复系数

3.4.4不同滑动过程的末端冲量

3.5共线碰撞构型中的摩擦

3.6非共线碰撞构型中的摩擦

习题

第4章粗糙刚体的三维碰撞

4.1两个自由刚体的碰撞

4.1.1粗糙碰撞体的摩擦定律

4.1.2法向冲量函数的运动方程

4.1.3在碰撞阶段停止滑动

4.1.4与能量恢复系数相关的末端法向冲量

4.2旋转球体在粗糙半空间壁上的斜碰撞

4.3细长杆与粗糙半空间壁碰撞

4.4等边三角形薄板与粗糙半空间壁的碰撞

4.5球形摆锤与粗糙半空间壁的撞击

4.6一般三维碰撞

习题

第5章平面粗糙体的切向柔度

5.1坚硬物体平面碰撞动力学

5.1.1接触柔度

5.1.2在粗糙接触表面滑动阶段产生的摩擦力

5.2初始黏滞的解

5.2.1黏滞的运动方程

5.2.2初始黏滞的相对位移

5.2.3是初始黏滞还是滑动

5.3连续滑动的解

5.3.1连续滑动的运动方程

5.3.2接触点的相对位移

5.3.3连续滑动的最小入射角

5.4滑动的过程

5.4.1小入射角，|V1(0)/V3(0)|<μη2

5.4.2中等入射角，μη2≤|v1(0)/v3(0)|<(1+e*)［(β2+μs^β1)/(β3+μs^β2)］

5.4.3大入射角，|v1(0)/v3(0)|≥(1+e*)［(β2+μs^β1)/(β3+μs^β2)］

5.5滑动速度和切向柔度

5.5.1斜共线碰撞

5.5.2碰撞期间的功率(能量耗散)

5.5.3超级球的弹跳

5.5.4非共线斜碰撞

5.6总结

第6章接触区附近局部变形的连续体建模

6.1弹性完全塑性固体的准静态压缩

6.1.1弹性应力： 赫兹接触

6.1.2弹塑性体屈服时的压痕深度

6.1.3准静态弹塑性压痕深度

6.1.4完全塑性压痕深度

6.1.5从最大压痕深度处弹性卸载

6.2平面碰撞的解析动力学

6.2.1弹性体的正碰撞

6.2.2粗糙弹塑性体的偏心平面碰撞

6.3恢复系数

6.4两个不同物体碰撞中的内能分配

6.4.1不同硬度碰撞体的复合恢复系数

6.4.2弹性波导致的内能损失

6.5准静态赫兹理论的适用性

6.6粗糙弹塑性圆柱体的横向撞击： 能量恢复系数的适用性

6.6.1弹性法向柔度

6.6.2平面应变变形的屈服

6.6.3弹塑性压痕深度(平面应变)

6.6.4无约束完全塑性压痕深度(平面应变)

6.6.5粗糙圆柱体斜撞的接触力

6.6.6平面(二维)碰撞中弹性波导致的内能损失

6.7球形弹塑性压痕概要

习题

第7章碰撞细长变形体产生的波传播

7.1均质弹性杆中的纵波

7.1.1初始条件

7.1.2自由端的应力波反射

7.1.3固定端的反射

7.1.4界面处的反射和透射： 法向入射

7.1.5层裂： 由应力波反射引起的断裂过程

7.2刚性质量对弹性杆端面的平面撞击

7.2.1撞击端的边界条件

7.2.2阻尼器端的边界条件

7.2.3应力和质点速度的分布

7.2.4实验

7.3撞击、局部压痕及由此产生的应力波

7.4波在弥散系统中的传播

7.5梁中的横波

7.5.1欧拉-伯努利梁方程

7.5.2瑞利梁方程

7.5.3铁摩辛柯梁方程

7.5.4欧拉-伯努利梁、瑞利梁和铁摩辛柯梁的动力学比较

习题

第8章多体系统的广义碰撞分析

8.1对机构的撞击： 机构是多个“刚性”物体通过不可变形双向约束连接的系统

8.1.1接触点C处的冲量

8.1.2刚体系统的三维碰撞： 运动方程

8.1.3转化为法向和切向坐标系下的运动方程

8.1.4平面碰撞

8.1.5冲击力的功和能量耗散

8.1.6例题

8.2刚性单元之间具有柔性约束的多体系统

8.2.1单边约束多体系统的不同解析方法的比较

8.2.2多体碰撞的数值模拟

8.2.3碰撞对接触刚度和质量渐变的同轴系统引发的链式反应

8.2.4同时碰撞假设的适用性

习题

第9章黏弹性或黏塑性碰撞

9.1黏弹性体的正碰撞

9.1.1线性黏弹性：  麦克斯韦模型

9.1.2最简单的非线性黏弹性变形单元

9.1.3球形接触的混合非线性黏弹性单元

9.1.4高尔夫球碰撞的混合非线性单元的参数

9.2黏塑性体的正碰撞

9.2.1双线性黏塑性模型

9.2.2幂律型黏塑性模型

习题

第10章对柔性结构的碰撞

10.1细长弹性体的自由振动

10.1.1均匀梁的自由振动

10.1.2两端固支的均匀梁的特征函数

10.1.3瑞利-里兹模态近似

10.1.4单自由度近似

10.2对弹性梁的横向撞击

10.2.1均质梁的强迫振动

10.2.2理想塑性子弹的撞击

10.2.3局部柔度对结构受撞击时的动态响应的影响

10.3对柔性结构的撞击： 局部响应还是整体响应

习题

第11章在自组织系统中状态变换的传播

11.1具有单吸引子的系统

11.2具有双吸引子的系统

11.2.1棱柱体沿粗糙斜面的滚动问题

11.2.2多米诺效应： 独立相互作用理论

11.2.3多米诺骨牌倒塌： 相邻块体协同作用下的连续失稳

11.2.4多维度多米诺效应的波前沿稳定性

11.3趋于混沌： 吸引子数量的无限增加

11.3.1单自由度系统的周期性振动撞击(vibroimpact)

11.3.2第一周期轨道

11.3.3庞加莱截面和回归图

11.3.4轨道稳定性与分岔

习题

第12章运动球类的碰撞

12.1运动球的分类

12.2刚性薄壁球的弹跳

12.2.1乒乓球碰撞过程中的变形和刚度

12.2.2内压对薄壳刚度的影响

12.2.3高模量薄壁球壳的碰撞运动方程

12.2.4无压薄壁球壳碰撞的简化变质量分析

12.3充气薄壁球的弹跳

12.3.1充气球碰撞时的变形和刚度

12.3.2准静态接触力

12.3.3充气球的碰撞动力学

 12.4实心球的直接碰撞

12.5摩擦、切向柔度和旋转

习题

附录A碰撞问题在17世纪和18世纪力学发展中的作用

A.1伽利略·伽利莱(1564—1642年)

A.2伦内·笛卡儿(1596—1650年)

A.2.1动量守恒

A.2.2物体的碰撞

A.3克里斯托弗·沃利斯(1616—1703年)

A.4克里斯托弗·雷恩(1632—1723年)

A.5克里斯蒂安·惠更斯(1629—1695年)

A.6埃德梅·马里奥特(1620—1684年)

A.7艾萨克·牛顿(1642—1727年)

A.8莱昂哈德·欧拉(1707—1783年)

历史参考文献

附录B术语词汇表

部分习题解答

图片版权许可

参考文献

作者介绍

译后记