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机器人工程力学 版权信息
- ISBN：9787030740731
- 条形码：9787030740731 ; 978-7-03-074073-1
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
机器人工程力学 内容简介
本书按照高等学校工科本科工程力学的基本要求编写，全书共17章，包括点的运动学、刚体的基本运动、点的合成运动、刚体的平面运动、力和力偶、力系的简化、物体的受力分析、刚体与刚体系的平衡、质点动力学、动力学普遍定理、材料力学的基本概念、轴向拉伸与压缩、圆轴的扭转、直梁的弯曲、应力状态与强度理论、组合变形和压杆稳定。本书在讲述概念和方法的同时，说明了工程力学在机器人机构、结构设计上的工程实例和应用场景。本书各章均有思考题和相关的习题。
机器人工程力学 目录
目录
绪论 1
思考题 5
第1章 点的运动学 6
1.1 运动学的基本概念 6
1.2 点的运动方程 7
1.3 点的速度和加速度 8
思考题 13
习题 13
第2章 刚体的基本运动 16
2.1 刚体的平移 16
2.2 刚体的定轴转动 17
2.3 角速度与角加速度的矢量表示 21
2.4 点的速度和加速度的矢量积表示 22
思考题 22
习题 23
第3章 点的合成运动 25
3.1 点的合成运动的概念 25
3.2 点的速度合成定理 27
3.3 点的加速度合成定理 29
3.3.1 牵连运动为平移时的加速度合成定理 30
3.3.2 牵连运动为转动时的加速度合成定理 31
思考题 33
习题 34
第4章 刚体的平面运动 39
4.1 刚体平面运动的简化及其运动方程 39
4.2 平面运动刚体上点的速度 41
4.2.1 基点法 41
4.2.2 速度投影法 41
4.2.3 速度瞬心法 43
4.3 平面运动刚体上点的加速度 46
思考题 49
习题 50
第5章 力和力偶 54
5.1 力的基本运算 54
5.1.1 力与力系 54
5.1.2 力的分解与投影 54
5.1.3 汇交力系的合力 56
5.2 力矩 57
5.2.1 力对点之矩 57
5.2.2 合力矩定理 58
5.2.3 力对轴之矩 58
5.3 力偶 60
思考题 62
习题 63
第6章 力系的简化 65
6.1 静力学公理 65
6.2 力的平移定理与任意力系的简化 66
6.2.1 力的平移定理 67
6.2.2 任意力系的简化 68
6.2.3 简化结果的分析 70
6.3 分布载荷与重心 71
6.3.1 分布载荷及其简化 71
6.3.2 重心、形心和质心 72
思考题 75
习题 75
第7章 约束与受力分析 77
7.1 约束与约束力 77
7.1.1 载荷与约束力 77
7.1.2 工程中常见的约束 77
7.2 物体的受力分析 81
思考题 85
习题 86
第8章 刚体与刚体系的平衡 88
8.1 刚体平衡方程 88
8.2 平面力系的平衡方程 89
8.3 平面刚体系的平衡问题 92
8.4 空间力系的平衡方程 96
思考题 98
习题 99
第9章 质点动力学 103
9.1 动力学概述 103
9.2 质点运动微分方程及其应用 105
9.3 质点动力学的达朗贝尔原理 108
思考题 109
习题 110
第10章 动力学普遍定理 112
10.1 动量定理 112
10.1.1 动量 112
10.1.2 动量定理及其守恒 113
10.1.3 质心运动定理及质心运动守恒 114
10.2 动量矩定理 116
10.2.1 动量矩 116
10.2.2 转动惯量 118
10.2.3 动量矩定理及其守恒 119
10.2.4 刚体定轴转动微分方程 121
10.2.5 刚体的平面运动微分方程 122
10.3 功和动能定理 123
10.3.1 动能 124
10.3.2 功 125
10.3.3 动能定理 127
10.3.4 功率与机械效率 129
思考题 131
习题 132
第11章 材料力学的基本概念 137
11.1 材料力学的研究对象和任务 137
11.2 内力与基本变形 139
11.3 应力与应变 141
思考题 143
习题 143
第12章 轴向拉伸与压缩 145
12.1 直杆轴向拉伸或压缩时的轴力与轴力图 145
12.2 直杆轴向拉伸或压缩时截面上的应力 146
12.2.1 直杆轴向拉压时横截面上的正应力 146
12.2.2 圣维南原理 147
12.2.3 应力集中 149
12.2.4 直杆轴向拉压时斜截面上的应力 149
12.3 材料在常温静载下的拉伸与压缩力学性能 150
12.3.1 材料的拉伸与压缩试验 150
12.3.2 低碳钢拉压时的力学性能 150
12.3.3 灰口铸铁拉压时的力学性能 152
12.3.4 其他材料的力学性能 153
12.4 直杆轴向拉伸或压缩时的强度计算 154
12.5 直杆轴向拉伸或压缩时的变形计算 156
12.6 拉伸与压缩的超静定问题 158
12.6.1 拉压超静定问题简述 158
12.6.2 装配应力和温度应力 159
思考题 160
习题 161
第13章 圆轴扭转与连接件的强度 164
13.1 扭转的概念 164
13.2 扭矩与扭矩图 164
13.3 圆轴扭转时的应力与强度计算 166
13.4 圆轴扭转时的变形与刚度计算 170
13.5 连接件的强度计算 173
13.5.1 剪切实用计算 173
13.5.2 挤压实用计算 174
思考题 175
习题 176
第14章 直梁的弯曲 179
14.1 平面弯曲及剪力方程与弯矩方程 179
14.1.1 平面弯曲的概念 179
14.1.2 剪力与弯矩 180
14.1.3 剪力方程与弯矩方程 181
14.2 载荷、剪力和弯矩的关系 183
14.2.1 分布载荷、剪力和弯矩的微积分关系 183
14.2.2 集中力、集中力偶作用处梁内力的变化情况 184
14.3 梁横截面上的应力 185
14.3.1 纯弯曲梁横截面上的正应力 185
14.3.2 梁横截面的几何性质 188
14.3.3 横力弯曲时横截面上的应力 190
14.4 梁的强度计算 191
14.5 梁的变形 194
14.5.1 挠曲线近似微分方程 194
14.5.2 积分法求梁的变形 195
14.5.3 按叠加原理计算位移 197
14.6 超静定梁 200
思考题 201
习题 203
第15章 应力状态与强度理论 207
15.1 应力状态及其表示 207
15.2 平面应力状态分析 208
15.2.1 斜截面上的应力 208
15.2.2 主应力和主平面、应力极值 209
15.3 空间应力状态与广义胡克定律 211
15.3.1 空间应力状态 211
15.3.2 广义胡克定律 212
15.3.3 体积应变 214
15.4 复杂应力状态下的应变能密度 214
15.5 强度理论及其应用 216
15.5.1 强度理论 216
15.5.2 常见的四种强度理论 216
15.5.3 复杂形状零部件中的强度与刚度分析 220
思考题 223
习题 223
第16章 组合变形 226
16.1 组合变形与叠加原理 226
16.2 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 227
16.3 弯曲与扭转的组合变形 230
16.4 斜弯曲 235
思考题 236
习题 237
第17章 压杆稳定 240
17.1 稳定性与临界压力 240
17.2 细长压杆的临界压力与欧拉公式 241
17.2.1 两端铰支细长压杆临界压力 241
17.2.2 其他约束情况下细长压杆临界压力 242
17.3 临界应力及欧拉公式的适用范围 244
17.3.1 理想压杆的柔度 244
17.3.2 欧拉公式的适用范围 245
17.3.3 临界应力总图 246
17.4 压杆的稳定性校核 248
17.5 提高压杆稳定性的措施 249
思考题 250
习题 250
附录A 型钢表 252
附录B 部分习题答案 258
附录C 利用计算器求解工程力学数值问题 263
参考文献 268
绪论 1
思考题 5
第1章 点的运动学 6
1.1 运动学的基本概念 6
1.2 点的运动方程 7
1.3 点的速度和加速度 8
思考题 13
习题 13
第2章 刚体的基本运动 16
2.1 刚体的平移 16
2.2 刚体的定轴转动 17
2.3 角速度与角加速度的矢量表示 21
2.4 点的速度和加速度的矢量积表示 22
思考题 22
习题 23
第3章 点的合成运动 25
3.1 点的合成运动的概念 25
3.2 点的速度合成定理 27
3.3 点的加速度合成定理 29
3.3.1 牵连运动为平移时的加速度合成定理 30
3.3.2 牵连运动为转动时的加速度合成定理 31
思考题 33
习题 34
第4章 刚体的平面运动 39
4.1 刚体平面运动的简化及其运动方程 39
4.2 平面运动刚体上点的速度 41
4.2.1 基点法 41
4.2.2 速度投影法 41
4.2.3 速度瞬心法 43
4.3 平面运动刚体上点的加速度 46
思考题 49
习题 50
第5章 力和力偶 54
5.1 力的基本运算 54
5.1.1 力与力系 54
5.1.2 力的分解与投影 54
5.1.3 汇交力系的合力 56
5.2 力矩 57
5.2.1 力对点之矩 57
5.2.2 合力矩定理 58
5.2.3 力对轴之矩 58
5.3 力偶 60
思考题 62
习题 63
第6章 力系的简化 65
6.1 静力学公理 65
6.2 力的平移定理与任意力系的简化 66
6.2.1 力的平移定理 67
6.2.2 任意力系的简化 68
6.2.3 简化结果的分析 70
6.3 分布载荷与重心 71
6.3.1 分布载荷及其简化 71
6.3.2 重心、形心和质心 72
思考题 75
习题 75
第7章 约束与受力分析 77
7.1 约束与约束力 77
7.1.1 载荷与约束力 77
7.1.2 工程中常见的约束 77
7.2 物体的受力分析 81
思考题 85
习题 86
第8章 刚体与刚体系的平衡 88
8.1 刚体平衡方程 88
8.2 平面力系的平衡方程 89
8.3 平面刚体系的平衡问题 92
8.4 空间力系的平衡方程 96
思考题 98
习题 99
第9章 质点动力学 103
9.1 动力学概述 103
9.2 质点运动微分方程及其应用 105
9.3 质点动力学的达朗贝尔原理 108
思考题 109
习题 110
第10章 动力学普遍定理 112
10.1 动量定理 112
10.1.1 动量 112
10.1.2 动量定理及其守恒 113
10.1.3 质心运动定理及质心运动守恒 114
10.2 动量矩定理 116
10.2.1 动量矩 116
10.2.2 转动惯量 118
10.2.3 动量矩定理及其守恒 119
10.2.4 刚体定轴转动微分方程 121
10.2.5 刚体的平面运动微分方程 122
10.3 功和动能定理 123
10.3.1 动能 124
10.3.2 功 125
10.3.3 动能定理 127
10.3.4 功率与机械效率 129
思考题 131
习题 132
第11章 材料力学的基本概念 137
11.1 材料力学的研究对象和任务 137
11.2 内力与基本变形 139
11.3 应力与应变 141
思考题 143
习题 143
第12章 轴向拉伸与压缩 145
12.1 直杆轴向拉伸或压缩时的轴力与轴力图 145
12.2 直杆轴向拉伸或压缩时截面上的应力 146
12.2.1 直杆轴向拉压时横截面上的正应力 146
12.2.2 圣维南原理 147
12.2.3 应力集中 149
12.2.4 直杆轴向拉压时斜截面上的应力 149
12.3 材料在常温静载下的拉伸与压缩力学性能 150
12.3.1 材料的拉伸与压缩试验 150
12.3.2 低碳钢拉压时的力学性能 150
12.3.3 灰口铸铁拉压时的力学性能 152
12.3.4 其他材料的力学性能 153
12.4 直杆轴向拉伸或压缩时的强度计算 154
12.5 直杆轴向拉伸或压缩时的变形计算 156
12.6 拉伸与压缩的超静定问题 158
12.6.1 拉压超静定问题简述 158
12.6.2 装配应力和温度应力 159
思考题 160
习题 161
第13章 圆轴扭转与连接件的强度 164
13.1 扭转的概念 164
13.2 扭矩与扭矩图 164
13.3 圆轴扭转时的应力与强度计算 166
13.4 圆轴扭转时的变形与刚度计算 170
13.5 连接件的强度计算 173
13.5.1 剪切实用计算 173
13.5.2 挤压实用计算 174
思考题 175
习题 176
第14章 直梁的弯曲 179
14.1 平面弯曲及剪力方程与弯矩方程 179
14.1.1 平面弯曲的概念 179
14.1.2 剪力与弯矩 180
14.1.3 剪力方程与弯矩方程 181
14.2 载荷、剪力和弯矩的关系 183
14.2.1 分布载荷、剪力和弯矩的微积分关系 183
14.2.2 集中力、集中力偶作用处梁内力的变化情况 184
14.3 梁横截面上的应力 185
14.3.1 纯弯曲梁横截面上的正应力 185
14.3.2 梁横截面的几何性质 188
14.3.3 横力弯曲时横截面上的应力 190
14.4 梁的强度计算 191
14.5 梁的变形 194
14.5.1 挠曲线近似微分方程 194
14.5.2 积分法求梁的变形 195
14.5.3 按叠加原理计算位移 197
14.6 超静定梁 200
思考题 201
习题 203
第15章 应力状态与强度理论 207
15.1 应力状态及其表示 207
15.2 平面应力状态分析 208
15.2.1 斜截面上的应力 208
15.2.2 主应力和主平面、应力极值 209
15.3 空间应力状态与广义胡克定律 211
15.3.1 空间应力状态 211
15.3.2 广义胡克定律 212
15.3.3 体积应变 214
15.4 复杂应力状态下的应变能密度 214
15.5 强度理论及其应用 216
15.5.1 强度理论 216
15.5.2 常见的四种强度理论 216
15.5.3 复杂形状零部件中的强度与刚度分析 220
思考题 223
习题 223
第16章 组合变形 226
16.1 组合变形与叠加原理 226
16.2 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 227
16.3 弯曲与扭转的组合变形 230
16.4 斜弯曲 235
思考题 236
习题 237
第17章 压杆稳定 240
17.1 稳定性与临界压力 240
17.2 细长压杆的临界压力与欧拉公式 241
17.2.1 两端铰支细长压杆临界压力 241
17.2.2 其他约束情况下细长压杆临界压力 242
17.3 临界应力及欧拉公式的适用范围 244
17.3.1 理想压杆的柔度 244
17.3.2 欧拉公式的适用范围 245
17.3.3 临界应力总图 246
17.4 压杆的稳定性校核 248
17.5 提高压杆稳定性的措施 249
思考题 250
习题 250
附录A 型钢表 252
附录B 部分习题答案 258
附录C 利用计算器求解工程力学数值问题 263
参考文献 268
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机器人工程力学 节选
绪论 工程力学涉及众多的力学学科分支。在高等工科院校中，“工程力学”是一门重要的技术基础课程。其内容覆盖传统意义上的“理论力学”和“材料力学”。力学涉及工程的各个领域，如机械工程、航空航天工程、交通工程、土木工程等，现代科学技术的发展使得机器人工程、智能制造领域中存在着大量的力学问题需要解决。力学的发展始终和人类的生产活动紧密结合，随着工程技术的进步产生新的内涵。 1. 工程力学的研究内容 力学是研究宏观物体机械运动规律的科学。机械运动是指物体的空间位置随时间的改变，包括静止、移动、转动、振动、流动和变形等，是物质*基本的运动。力是物体之间的相互作用，这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。力使物体运动状态的改变称为力的运动效应，也称外效应；力使物体发生变形的效应称为力的变形效应，也称内效应。 工程力学所研究的内容是速度远小于光速的宏观物体的机械运动。它以伽利略、牛顿、胡克等总结的基本定律为基础，属于经典力学的范畴。经典力学的内容非常丰富，包括研究物体的运动规律、力与运动的关系、力与变形的关系等。对于日常生活和一般工程中的问题，经典力学仍然起着重大作用。 工程力学的研究对象不是具体的实际物体，而是根据具体的问题抽象出来的简化模型。实际工程中，若考虑物体是否具备足够的承载能力或抗应变能力，需要把物体当作变形体；若考虑物体在受力后运动状态的改变，且其变形对问题的研究影响很小，就可以把物体抽象成刚体。刚体是在力的作用下，内部的任意两点之间的距离始终保持不变的物体。如果物体的尺寸和形状与所研究的问题关系不大，但需要考虑其质量的影响，则可以把物体抽象成只有质量而无大小的几何点称为质点。如果在问题中质量都可以忽略，仅仅研究其运动几何关系，则可以将质点抽象成一个动点。有限或无限个质点构成的系统，称为质点系。质点系是实际物体*具一般性的力学模型。刚体是一个特殊的质点系。 利用简化模型进行问题的研究，可以降低问题的复杂程度和难度。但是任何模型都不能精确地代替实际对象，选用什么样的模型，要看研究内容和计算精度的要求。例如，在研究工业机器人的机械臂时，如果只需要考虑驱动力与机械臂的运动之间的关系，则可以将其简化为刚体来处理，若机械臂是用于精细加工的，其受力后产生的变形会影响到加工的精度，则必须将其作为变形固体来考虑。考虑人造地球卫星绕着地球的运动轨迹，其自身的大小尺寸与飞行的轨迹相比完全可以忽略不计，则可以将其简化为一个质点，甚至是动点来考虑；若需要考察卫星在空间的姿态，则需要视其为刚体。 遵循从简单到复杂、循序渐进的认知规律，本书的内容首先研究刚体的力学问题，进而研究变形固体的问题。对于刚体，主要研究其运动学、静力学和动力学的问题；对于变形固体，主要研究构件的强度、刚度和稳定性问题。 运动学研究物体机械运动的几何性质，包括轨迹、运动方程、速度和加速度等，而不考虑运动产生和变化的原因。物体无时无刻不在运动，可以认为运动是绝对的；但是对运动的描述，必须建立合适的参考系和坐标系，所以对运动的描述又是相对的。工业机器人要求机械臂末端执行器的运动按照既定的规律进行，操作臂各连杆、关节的运动关系决定了末端执行器的运动规律，因此其操作臂运动学的研究内容就是运动的全部几何和时间特性。 静力学主要研究力的基本性质、物体受力分析的基本方法及物体在力系作用下处于平衡的条件。静力分析是动力分析的基础，正确进行受力分析是解决力学问题的前提。工业机器人工程问题中同样要求对载荷、约束有充分的理解。例如，机械手完成将一个物体放置到特定位置的操作，有必要确定该物体的一个稳定的静止姿态，这需要通过静力学来考虑。静力学平衡关系也是工业机器人机械臂结构设计的前提。 动力学研究的是力和运动之间的关系，通过建立力与运动之间的数学关系，即动力学方程，来解决动力学的两类基本问题：**类是已知物体的运动规律，求作用在物体上的力；第二类是已知物体的受力，求物体的运动规律。例如，为了使工业机器人的机械臂从静止开始加速，末端执行器以预定的速度进行运动，*后减速停止，需要通过动力学方程才能确定机械臂各关节的力矩函数，进而选择合理的驱动器。 工程中机器设备的各个组成部分，称为构件，如工业机器人的机械臂、关节中的轴、传动系统中的齿轮、支撑结构的连杆等。这些构件在受力作用下会发生形状和尺寸的改变，称为变形。变形可以分为能够恢复的弹性变形和不可恢复的塑性变形。构件发生断裂或变形过大导致其丧失正常工作能力，称为失效。为了保证安全工作，构件应该具备足够的强度、刚度和稳定性。 强度是指构件抵抗塑性变形或破坏的能力。如受拉杆件受到过大载荷导致产生明显的塑性变形，变长、变细直至断裂；机械臂在受到过量载荷时产生不可恢复的弯折，都属于强度失效。 刚度是指构件抵抗变形的能力。构件要正常工作，有时不能产生过量的弹性变形。如执行精微加工的机器人，如果其整体的刚度不足，在受力作用下会使末端执行器偏离预定的位置，导致加工精度达不到要求。过大的弹性变形还可能造成机体的振动，甚至某些部件位置产生偏移导致机构卡死。 稳定性是指构件保持原有的平衡形态的能力。如受压的细长杆件，可能会因为过量的载荷而导致其无法保持原有的直线平衡状态，发生突然变弯，从而丧失承载能力的现象。 工业机器人要按照人们预定的想法完成其工作，其中包含大量的力学问题。在研究时需要根据其问题的性质来进行力学建模和分析求解。如图0-1所示的机器人，如果希望其末端执行器按照规定的路径进行运动，则可以将其上臂、下臂视为刚体，利用刚体的运动学关系分析速度、加速度、角速度、角加速度等物理量，进而确定所需的驱动力矩的大小，选择传动系统和动力源。这就属于运动学和动力学的问题。如果要设计机械臂的形状和内部结构，则需要将上臂、下臂视为变形固体来考虑，一方面要满足强度、刚度的要求，另一方面要考虑减少自重，灵活便捷。这就属于材料力学的问题。 2. 工程力学的学习方法 工程力学的系统性很强，各部分有着比较紧密的联系。例如，在动力学问题中必然要用到运动学的知识和静力学的知识；在强度问题中要用到静力学的平衡方程等。在学习过程中要循序渐进，及时解决问题。 工程力学的基本概念要清晰。对于一个概念，要理解其产生的原因、其物理意义和作用。对于一个公式，不仅要理解其推导产生的前因后果，还要明确其适用条件和应用范围。要及时掌握各章节的主要内容和重点，理解各章节之间的内在联系，注意各章节之间在内容和分析方法上的异同。 对于工程力学的学习，必然要通过一定数量的习题来深入理解重要的基本概念和基本方法。做习题是应用基本理论解决实际问题的一种训练。要特别注意例题的分析方法和解题步骤，从中得到启发，进而举一反三。 工程力学与实际问题结合紧密，要学会利用所学的知识从实际问题中抽象出力学模型，进行理论分析，解释生活和工程中的力学现象。力求做到既能够定性分析，也能够做出定量的分析。 达 芬奇说“力学是数学科学的天堂，因为，我们在这里获得数学的成果”。基于力学与数学、物理“不分家”的客观事实，学习工程力学必然要熟练应用必要的数学工具，如矢量代数、微积分、二阶线性常微分方程的解法等，同时需要弄清楚数学符号、公式所对应的物理意义。 在学习过程中需要保持严谨细致的态度，对于计算，需要一丝不苟，须知有的计算结果甚至关系到人民生命财产的安全。 3. 力学发展简述 1)力学发展简史 力学的产生和发展从一开始就是由生产决定的。恩格斯在其《自然辩证法》导言中，认为“占首要地位的，必然是*基本的自然科学，即关于地球上和天体上的力学”。力学是人类早期形成并获得发展的科学之一。远古人类通过劳动积累经验创造了一些简单的工具，再对其不断改进，从经验中获取知识，形成了人类对力学规律的*初的起点。我国春秋战国时期，记载墨翟(公元前468—公元前376年)学说的《墨经》中有“力，刑之所以奋也”“力，重之谓”的说法，这已经和现在所说的“力”相去不远。在西方，力学(mechanics)一词源自希腊文，它和机械学(mechanics)、机械装置、机构(mechanism)是同一个词根。因此在长期的历史阶段中，人们把力学和机械当作一回事。古希腊的阿基米德(公元前287—公元前212年)在其所著的《论平面图形的平衡》(关于力学的*早的科学论著)中，讲了确定平面图形和立体图形的重心问题；其所著《论浮体》是流体静力学的**部专著，阿基米德把数学推理成功地运用于分析浮体的平衡上，并用数学公式表示浮体平衡的规律，该书中他研究了旋转抛物体在流体中的稳定性。但是，从阿基米德之后一直到公元14世纪，由于封建和神权的长期统治，生产力停滞不前，力学与其他学科也得不到发展。直到15世纪后期，西方在文艺复兴、宗教改革和启蒙运动的推动下，由于手工业、航海、建筑以及军事技术等方面提出的问题需要解决，因此力学和其他学科才得以迅速发展。在这一时期，哥白尼(1473—1543年)创立了宇宙的太阳中心学说，开普勒(1571—1630年)提出了行星运动三大定律，伽利略(1564—1642年)发表了《关于两门新科学的对话》，惠更斯(1629—1695年)考虑了点在曲线运动中的加速度等问题。罗伯特 胡克(1635—1703年)建立了弹性体变形与力成正比的定律。 英国伟大的科学家牛顿(1643—1727年)在前人研究的基础上，于1687年出版了名著《自然哲学的数学原理》，在此书中提出了著名的动力学三大定律、万有引力定律，并对动力学进行了系统的阐述。北京大学的武际可教授在其《力学史》中认为：“牛顿所代表的经典力学形成与发展的精髓，是从试验和观察归纳总结出规律，然后依据这些规律指导人们去认识新的现象的。这种方法论，一直为现代科学所遵循。” 17世纪是动力学基础建立时期，到18、19世纪发展成熟。约翰 伯努利(1667—1748年)首先提出了虚位移原理，莱昂哈德 欧拉(1707—1783年)提出了用微分方程表示的分析方法来解决质点运动问题。达朗贝尔(1717—1783年)在其著作《动力学》中给出了解决动力学问题的普遍原理，即现在所说的达朗贝尔原理，从而奠定了非自由质系动力学的基础。法国数学家、力学家拉格朗日(1736—1813年)在其著作《分析力学》中，把虚位移原理和达朗贝尔原理相结合，导出了著名的第二类拉格朗日方程。拉格朗日方程也成为解决工业机器人动力学问题的主要手段之一。 19世纪是古典力学发展的高潮时期，是牛顿力学体系发展的黄金时期。在此期间，在向广度和深度的推进上，都出现了飞跃性的进展，特别是在分析力学方面，哈密顿原理、函数和方程促使人们从牛顿力学向广义相对论的研究。量子和波动力学对认知的桥梁作用、统计力学的建立将牛顿力学推进到了微观世界。 20世纪以来，计算机技术的迅猛发展为力学工作者提供了新的计算方法和手段，有限单元法应运而生。有限单元法是建立在分析力学、*小势能原理、变分原理基础上的已经成熟的计算方法，已经成为当代工程中用于结构强度分析、动力学仿真、结构优化设计、金属加工模拟、流体力学、电磁力学等领域的重要手段。 但是随着技术的发展，新问题仍然层出不穷。在工业机器人领域，不仅需要研究组成机器人的多体系统的运动和控制，还要考虑某些部件的弹性，否则不能保证其定位精度。随着软体机器人的出现，需要有分析可大变形的柔体和液体系统的理论和方法。机器人的功能和系统越来越复杂，有时候采用先分析单个零部件而后综合分析的方法并不见得有效，这时可能需要对复杂系统直接建模，对于非线性系统，其行为的复杂性，如分叉、混沌等的出现，给系统建模和求解带来很多新的困难、问题，包括理论、试验和计算等方面。这就需要当代学子努力学习，积极探索，为未来解决一个又一个理论和技术难题奠定良好的力学基础。 2)我国在力学方面的研究和成就
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