|
Cover |
1 |
|
|
Titelseite |
5 |
|
|
Impressum |
6 |
|
|
Inhaltsverzeichnis |
7 |
|
|
Vorwort |
11 |
|
|
Danksagung |
15 |
|
|
1 Einführung |
17 |
|
|
1.1 Mehrkörpersimulation |
18 |
|
|
1.2 Bewegungen und Zwangsbedingungen |
20 |
|
|
1.3 Freiheitsgrade |
23 |
|
|
1.4 Kinematische Analyse |
26 |
|
|
1.5 Kraftanalyse |
29 |
|
|
1.6 Dynamische Gleichungen und ihre unterschiedlichen Formen |
30 |
|
|
1.7 Direkte und inverse Dynamik |
32 |
|
|
1.8 Ebene und räumliche Dynamik |
34 |
|
|
1.9 Computermethoden und numerische Verfahren |
36 |
|
|
1.10 Aufbau, Ziel und Schreibweisen dieses Buches |
38 |
|
|
2 Lineare Algebra |
41 |
|
|
2.1 Matrizen |
42 |
|
|
2.2 Matrizenoperationen |
44 |
|
|
2.3 Vektoren |
54 |
|
|
2.4 Dreidimensionale Vektoren |
64 |
|
|
2.5 Lösung algebraischer Gleichungssysteme |
71 |
|
|
2.6 Dreiecksfaktorisierung |
79 |
|
|
2.7 Die QR-Zerlegung |
84 |
|
|
2.8 Singulärwertzerlegung |
100 |
|
|
3 Kinematik |
113 |
|
|
3.1 Kinematik starrer Körper |
114 |
|
|
3.2 Geschwindigkeitsgleichungen |
118 |
|
|
3.3 Beschleunigungsgleichungen |
120 |
|
|
3.4 Kinematik eines sich auf einem starren Körper bewegenden Punkts |
121 |
|
|
3.5 Kinematik mit Zwangsbedingungen |
123 |
|
|
3.6 Der klassische kinematische Ansatz |
131 |
|
|
3.7 Der rechnergestützte kinematische Ansatz |
153 |
|
|
3.8 Formulierung der Antriebsbindungen |
156 |
|
|
3.9 Formulierung von Gelenkbindungen |
158 |
|
|
3.10 Computermethoden in der Kinematik |
171 |
|
|
3.11 Umsetzung auf dem Computer |
180 |
|
|
3.12 Kinematische Modellierung und Analyse |
192 |
|
|
3.13 Schlussbemerkungen |
200 |
|
|
4 Formen der dynamischen Gleichungen |
209 |
|
|
4.1 Das d'Alembert'sche Prinzip |
210 |
|
|
4.2 Das d'Alembert'sche Prinzip und die Newton-Euler-Gleichungen |
215 |
|
|
4.3 Gebundene Dynamik |
218 |
|
|
4.4 Erweiterte Formulierung |
222 |
|
|
4.5 Lagrange-Multiplikatoren |
224 |
|
|
4.6 Eliminierung der abhängigen Beschleunigungen |
226 |
|
|
4.7 Einbettungsverfahren |
229 |
|
|
4.8 Vereinigte Formulierung |
231 |
|
|
4.9 Systeme mit offenen kinematischen Ketten |
232 |
|
|
4.10 Systeme mit geschlossenen kinematischen Ketten |
238 |
|
|
4.11 Schlussbemerkungen |
245 |
|
|
5 Virtuelle Arbeit und Lagrange-Dynamik |
247 |
|
|
5.1 Virtuelle Verrückungen |
247 |
|
|
5.2 Kinematische Bindungen und Separation der Koordinaten |
251 |
|
|
5.3 Virtuelle Arbeit |
262 |
|
|
5.4 Beispiele für Kraftelemente |
269 |
|
|
5.5 Ideale Bindungen |
284 |
|
|
5.6 Das Prinzip der virtuellen Arbeit in der Statik |
286 |
|
|
5.7 Das Prinzip der virtuellen Arbeit in der Dynamik |
295 |
|
|
5.8 Die Lagrange-Gleichung |
301 |
|
|
5.9 Gibbs-Appell-Gleichung |
306 |
|
|
5.10 Die Hamilton-Formulierung |
306 |
|
|
5.11 Der Zusammenhang zwischen der virtuellen Arbeitund dem Gauß'schen Eliminationsverfahren |
313 |
|
|
6 Gebundene Dynamik |
323 |
|
|
6.1 Verallgemeinerte Trägheit |
324 |
|
|
6.2 Massenmatrix und Zentrifugalkräfte |
329 |
|
|
6.3 Bewegungsgleichungen |
335 |
|
|
6.4 System von starren Körpern |
337 |
|
|
6.5 Eliminierung der Bindungskräfte |
342 |
|
|
6.6 Lagrange-Multiplikatoren |
352 |
|
|
6.7 Dynamische Bindungsgleichungen |
360 |
|
|
6.8 Gelenkreaktionskräfte |
368 |
|
|
6.9 Eliminierung der Lagrange-Multiplikatoren |
371 |
|
|
6.10 Zustandsraumdarstellung |
374 |
|
|
6.11 Numerische Integration |
378 |
|
|
6.12 Implementierung von Algorithmen und dünn besetzten Matrizen |
387 |
|
|
6.13 Differential- und algebraische Gleichungen |
391 |
|
|
6.14 Inverse Dynamik |
398 |
|
|
6.15 Statische Analyse |
401 |
|
|
7 Räumliche Dynamik |
409 |
|
|
7.1 Allgemeine Verschiebung |
410 |
|
|
7.2 Endliche Rotation |
411 |
|
|
7.3 Euler-Winkel |
420 |
|
|
7.4 Geschwindigkeit und Beschleunigung |
422 |
|
|
7.5 Verallgemeinerte Koordinaten |
428 |
|
|
7.6 Verallgemeinerte Trägheitskräfte |
432 |
|
|
7.7 Verallgemeinerte wirkende Kräfte |
446 |
|
|
7.8 Dynamische Bewegungsgleichungen |
454 |
|
|
7.9 Gebundene Dynamik |
459 |
|
|
7.10 Formulierung der Gelenkbindungen |
462 |
|
|
7.11 Newton-Euler-Gleichungen |
472 |
|
|
7.12 Das d'Alembert'sche Prinzip |
474 |
|
|
7.13 Linearer Impuls und Drehimpuls |
475 |
|
|
7.14 Rekursive Verfahren |
478 |
|
|
8 Spezielle Themen aus der Dynamik |
505 |
|
|
8.1 Kreisel und Euler-Winkel |
505 |
|
|
8.2 Rodriguez-Formel |
510 |
|
|
8.3 Euler-Parameter |
514 |
|
|
8.4 Rodriguez-Parameter |
518 |
|
|
8.5 Quaternionen |
520 |
|
|
8.6 Kontakt zwischen Körpern |
524 |
|
|
8.7 Stabilität und Eigenwertuntersuchungen |
530 |
|
|
9 Computercodes für Mehrkörpersysteme |
537 |
|
|
9.1 Einführung in SAMS/2000 |
538 |
|
|
9.2 Codestruktur |
541 |
|
|
9.3 Systemerkennung und Datenstruktur |
543 |
|
|
9.4 Installation des Codes und theoretischer Hintergrund |
545 |
|
|
9.5 Einrichtung von SAMS/2000 |
547 |
|
|
9.6 Anwendung des Codes |
549 |
|
|
9.7 Körperdaten |
551 |
|
|
9.8 Bindungsdaten |
558 |
|
|
9.9 Durchführung der Simulationen |
561 |
|
|
9.10 Stapelverarbeitung |
564 |
|
|
9.11 Steuerung der Grafik |
567 |
|
|
9.12 Möglichkeiten der Animation |
570 |
|
|
9.13 Allgemeine Verwendung der Dateneingabemasken |
570 |
|
|
9.14 Räumliche Analyse |
574 |
|
|
9.15 Spezielle Module und Merkmale des Programms |
577 |
|
|
Literatur |
585 |
|
|
Sachverzeichnis |
589 |
|
|
EULA |
597 |
|