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機器人工程力學 版權信息
- ISBN：9787030740731
- 條形碼：9787030740731 ; 978-7-03-074073-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
機器人工程力學 內容簡介
本書按照高等學校工科本科工程力學的基本要求編寫，全書共17章，包括點的運動學、剛體的基本運動、點的合成運動、剛體的平面運動、力和力偶、力系的簡化、物體的受力分析、剛體與剛體系的平衡、質點動力學、動力學普遍定理、材料力學的基本概念、軸向拉伸與壓縮、圓軸的扭轉、直梁的彎曲、應力狀態與強度理論、組合變形和壓桿穩定。本書在講述概念和方法的同時，說明了工程力學在機器人機構、結構設計上的工程實例和應用場景。本書各章均有思考題和相關的習題。
機器人工程力學 目錄
目錄
緒論 1
思考題 5
第1章 點的運動學 6
1.1 運動學的基本概念 6
1.2 點的運動方程 7
1.3 點的速度和加速度 8
思考題 13
習題 13
第2章 剛體的基本運動 16
2.1 剛體的平移 16
2.2 剛體的定軸轉動 17
2.3 角速度與角加速度的矢量表示 21
2.4 點的速度和加速度的矢量積表示 22
思考題 22
習題 23
第3章 點的合成運動 25
3.1 點的合成運動的概念 25
3.2 點的速度合成定理 27
3.3 點的加速度合成定理 29
3.3.1 牽連運動為平移時的加速度合成定理 30
3.3.2 牽連運動為轉動時的加速度合成定理 31
思考題 33
習題 34
第4章 剛體的平面運動 39
4.1 剛體平面運動的簡化及其運動方程 39
4.2 平面運動剛體上點的速度 41
4.2.1 基點法 41
4.2.2 速度投影法 41
4.2.3 速度瞬心法 43
4.3 平面運動剛體上點的加速度 46
思考題 49
習題 50
第5章 力和力偶 54
5.1 力的基本運算 54
5.1.1 力與力系 54
5.1.2 力的分解與投影 54
5.1.3 匯交力系的合力 56
5.2 力矩 57
5.2.1 力對點之矩 57
5.2.2 合力矩定理 58
5.2.3 力對軸之矩 58
5.3 力偶 60
思考題 62
習題 63
第6章 力系的簡化 65
6.1 靜力學公理 65
6.2 力的平移定理與任意力系的簡化 66
6.2.1 力的平移定理 67
6.2.2 任意力系的簡化 68
6.2.3 簡化結果的分析 70
6.3 分布載荷與重心 71
6.3.1 分布載荷及其簡化 71
6.3.2 重心、形心和質心 72
思考題 75
習題 75
第7章 約束與受力分析 77
7.1 約束與約束力 77
7.1.1 載荷與約束力 77
7.1.2 工程中常見的約束 77
7.2 物體的受力分析 81
思考題 85
習題 86
第8章 剛體與剛體系的平衡 88
8.1 剛體平衡方程 88
8.2 平面力系的平衡方程 89
8.3 平面剛體系的平衡問題 92
8.4 空間力系的平衡方程 96
思考題 98
習題 99
第9章 質點動力學 103
9.1 動力學概述 103
9.2 質點運動微分方程及其應用 105
9.3 質點動力學的達朗貝爾原理 108
思考題 109
習題 110
第10章 動力學普遍定理 112
10.1 動量定理 112
10.1.1 動量 112
10.1.2 動量定理及其守恒 113
10.1.3 質心運動定理及質心運動守恒 114
10.2 動量矩定理 116
10.2.1 動量矩 116
10.2.2 轉動慣量 118
10.2.3 動量矩定理及其守恒 119
10.2.4 剛體定軸轉動微分方程 121
10.2.5 剛體的平面運動微分方程 122
10.3 功和動能定理 123
10.3.1 動能 124
10.3.2 功 125
10.3.3 動能定理 127
10.3.4 功率與機械效率 129
思考題 131
習題 132
第11章 材料力學的基本概念 137
11.1 材料力學的研究對象和任務 137
11.2 內力與基本變形 139
11.3 應力與應變 141
思考題 143
習題 143
第12章 軸向拉伸與壓縮 145
12.1 直桿軸向拉伸或壓縮時的軸力與軸力圖 145
12.2 直桿軸向拉伸或壓縮時截面上的應力 146
12.2.1 直桿軸向拉壓時橫截面上的正應力 146
12.2.2 圣維南原理 147
12.2.3 應力集中 149
12.2.4 直桿軸向拉壓時斜截面上的應力 149
12.3 材料在常溫靜載下的拉伸與壓縮力學性能 150
12.3.1 材料的拉伸與壓縮試驗 150
12.3.2 低碳鋼拉壓時的力學性能 150
12.3.3 灰口鑄鐵拉壓時的力學性能 152
12.3.4 其他材料的力學性能 153
12.4 直桿軸向拉伸或壓縮時的強度計算 154
12.5 直桿軸向拉伸或壓縮時的變形計算 156
12.6 拉伸與壓縮的超靜定問題 158
12.6.1 拉壓超靜定問題簡述 158
12.6.2 裝配應力和溫度應力 159
思考題 160
習題 161
第13章 圓軸扭轉與連接件的強度 164
13.1 扭轉的概念 164
13.2 扭矩與扭矩圖 164
13.3 圓軸扭轉時的應力與強度計算 166
13.4 圓軸扭轉時的變形與剛度計算 170
13.5 連接件的強度計算 173
13.5.1 剪切實用計算 173
13.5.2 擠壓實用計算 174
思考題 175
習題 176
第14章 直梁的彎曲 179
14.1 平面彎曲及剪力方程與彎矩方程 179
14.1.1 平面彎曲的概念 179
14.1.2 剪力與彎矩 180
14.1.3 剪力方程與彎矩方程 181
14.2 載荷、剪力和彎矩的關系 183
14.2.1 分布載荷、剪力和彎矩的微積分關系 183
14.2.2 集中力、集中力偶作用處梁內力的變化情況 184
14.3 梁橫截面上的應力 185
14.3.1 純彎曲梁橫截面上的正應力 185
14.3.2 梁橫截面的幾何性質 188
14.3.3 橫力彎曲時橫截面上的應力 190
14.4 梁的強度計算 191
14.5 梁的變形 194
14.5.1 撓曲線近似微分方程 194
14.5.2 積分法求梁的變形 195
14.5.3 按疊加原理計算位移 197
14.6 超靜定梁 200
思考題 201
習題 203
第15章 應力狀態與強度理論 207
15.1 應力狀態及其表示 207
15.2 平面應力狀態分析 208
15.2.1 斜截面上的應力 208
15.2.2 主應力和主平面、應力極值 209
15.3 空間應力狀態與廣義胡克定律 211
15.3.1 空間應力狀態 211
15.3.2 廣義胡克定律 212
15.3.3 體積應變 214
15.4 復雜應力狀態下的應變能密度 214
15.5 強度理論及其應用 216
15.5.1 強度理論 216
15.5.2 常見的四種強度理論 216
15.5.3 復雜形狀零部件中的強度與剛度分析 220
思考題 223
習題 223
第16章 組合變形 226
16.1 組合變形與疊加原理 226
16.2 拉伸(壓縮)與彎曲的組合變形 227
16.3 彎曲與扭轉的組合變形 230
16.4 斜彎曲 235
思考題 236
習題 237
第17章 壓桿穩定 240
17.1 穩定性與臨界壓力 240
17.2 細長壓桿的臨界壓力與歐拉公式 241
17.2.1 兩端鉸支細長壓桿臨界壓力 241
17.2.2 其他約束情況下細長壓桿臨界壓力 242
17.3 臨界應力及歐拉公式的適用范圍 244
17.3.1 理想壓桿的柔度 244
17.3.2 歐拉公式的適用范圍 245
17.3.3 臨界應力總圖 246
17.4 壓桿的穩定性校核 248
17.5 提高壓桿穩定性的措施 249
思考題 250
習題 250
附錄A 型鋼表 252
附錄B 部分習題答案 258
附錄C 利用計算器求解工程力學數值問題 263
參考文獻 268
緒論 1
思考題 5
第1章 點的運動學 6
1.1 運動學的基本概念 6
1.2 點的運動方程 7
1.3 點的速度和加速度 8
思考題 13
習題 13
第2章 剛體的基本運動 16
2.1 剛體的平移 16
2.2 剛體的定軸轉動 17
2.3 角速度與角加速度的矢量表示 21
2.4 點的速度和加速度的矢量積表示 22
思考題 22
習題 23
第3章 點的合成運動 25
3.1 點的合成運動的概念 25
3.2 點的速度合成定理 27
3.3 點的加速度合成定理 29
3.3.1 牽連運動為平移時的加速度合成定理 30
3.3.2 牽連運動為轉動時的加速度合成定理 31
思考題 33
習題 34
第4章 剛體的平面運動 39
4.1 剛體平面運動的簡化及其運動方程 39
4.2 平面運動剛體上點的速度 41
4.2.1 基點法 41
4.2.2 速度投影法 41
4.2.3 速度瞬心法 43
4.3 平面運動剛體上點的加速度 46
思考題 49
習題 50
第5章 力和力偶 54
5.1 力的基本運算 54
5.1.1 力與力系 54
5.1.2 力的分解與投影 54
5.1.3 匯交力系的合力 56
5.2 力矩 57
5.2.1 力對點之矩 57
5.2.2 合力矩定理 58
5.2.3 力對軸之矩 58
5.3 力偶 60
思考題 62
習題 63
第6章 力系的簡化 65
6.1 靜力學公理 65
6.2 力的平移定理與任意力系的簡化 66
6.2.1 力的平移定理 67
6.2.2 任意力系的簡化 68
6.2.3 簡化結果的分析 70
6.3 分布載荷與重心 71
6.3.1 分布載荷及其簡化 71
6.3.2 重心、形心和質心 72
思考題 75
習題 75
第7章 約束與受力分析 77
7.1 約束與約束力 77
7.1.1 載荷與約束力 77
7.1.2 工程中常見的約束 77
7.2 物體的受力分析 81
思考題 85
習題 86
第8章 剛體與剛體系的平衡 88
8.1 剛體平衡方程 88
8.2 平面力系的平衡方程 89
8.3 平面剛體系的平衡問題 92
8.4 空間力系的平衡方程 96
思考題 98
習題 99
第9章 質點動力學 103
9.1 動力學概述 103
9.2 質點運動微分方程及其應用 105
9.3 質點動力學的達朗貝爾原理 108
思考題 109
習題 110
第10章 動力學普遍定理 112
10.1 動量定理 112
10.1.1 動量 112
10.1.2 動量定理及其守恒 113
10.1.3 質心運動定理及質心運動守恒 114
10.2 動量矩定理 116
10.2.1 動量矩 116
10.2.2 轉動慣量 118
10.2.3 動量矩定理及其守恒 119
10.2.4 剛體定軸轉動微分方程 121
10.2.5 剛體的平面運動微分方程 122
10.3 功和動能定理 123
10.3.1 動能 124
10.3.2 功 125
10.3.3 動能定理 127
10.3.4 功率與機械效率 129
思考題 131
習題 132
第11章 材料力學的基本概念 137
11.1 材料力學的研究對象和任務 137
11.2 內力與基本變形 139
11.3 應力與應變 141
思考題 143
習題 143
第12章 軸向拉伸與壓縮 145
12.1 直桿軸向拉伸或壓縮時的軸力與軸力圖 145
12.2 直桿軸向拉伸或壓縮時截面上的應力 146
12.2.1 直桿軸向拉壓時橫截面上的正應力 146
12.2.2 圣維南原理 147
12.2.3 應力集中 149
12.2.4 直桿軸向拉壓時斜截面上的應力 149
12.3 材料在常溫靜載下的拉伸與壓縮力學性能 150
12.3.1 材料的拉伸與壓縮試驗 150
12.3.2 低碳鋼拉壓時的力學性能 150
12.3.3 灰口鑄鐵拉壓時的力學性能 152
12.3.4 其他材料的力學性能 153
12.4 直桿軸向拉伸或壓縮時的強度計算 154
12.5 直桿軸向拉伸或壓縮時的變形計算 156
12.6 拉伸與壓縮的超靜定問題 158
12.6.1 拉壓超靜定問題簡述 158
12.6.2 裝配應力和溫度應力 159
思考題 160
習題 161
第13章 圓軸扭轉與連接件的強度 164
13.1 扭轉的概念 164
13.2 扭矩與扭矩圖 164
13.3 圓軸扭轉時的應力與強度計算 166
13.4 圓軸扭轉時的變形與剛度計算 170
13.5 連接件的強度計算 173
13.5.1 剪切實用計算 173
13.5.2 擠壓實用計算 174
思考題 175
習題 176
第14章 直梁的彎曲 179
14.1 平面彎曲及剪力方程與彎矩方程 179
14.1.1 平面彎曲的概念 179
14.1.2 剪力與彎矩 180
14.1.3 剪力方程與彎矩方程 181
14.2 載荷、剪力和彎矩的關系 183
14.2.1 分布載荷、剪力和彎矩的微積分關系 183
14.2.2 集中力、集中力偶作用處梁內力的變化情況 184
14.3 梁橫截面上的應力 185
14.3.1 純彎曲梁橫截面上的正應力 185
14.3.2 梁橫截面的幾何性質 188
14.3.3 橫力彎曲時橫截面上的應力 190
14.4 梁的強度計算 191
14.5 梁的變形 194
14.5.1 撓曲線近似微分方程 194
14.5.2 積分法求梁的變形 195
14.5.3 按疊加原理計算位移 197
14.6 超靜定梁 200
思考題 201
習題 203
第15章 應力狀態與強度理論 207
15.1 應力狀態及其表示 207
15.2 平面應力狀態分析 208
15.2.1 斜截面上的應力 208
15.2.2 主應力和主平面、應力極值 209
15.3 空間應力狀態與廣義胡克定律 211
15.3.1 空間應力狀態 211
15.3.2 廣義胡克定律 212
15.3.3 體積應變 214
15.4 復雜應力狀態下的應變能密度 214
15.5 強度理論及其應用 216
15.5.1 強度理論 216
15.5.2 常見的四種強度理論 216
15.5.3 復雜形狀零部件中的強度與剛度分析 220
思考題 223
習題 223
第16章 組合變形 226
16.1 組合變形與疊加原理 226
16.2 拉伸(壓縮)與彎曲的組合變形 227
16.3 彎曲與扭轉的組合變形 230
16.4 斜彎曲 235
思考題 236
習題 237
第17章 壓桿穩定 240
17.1 穩定性與臨界壓力 240
17.2 細長壓桿的臨界壓力與歐拉公式 241
17.2.1 兩端鉸支細長壓桿臨界壓力 241
17.2.2 其他約束情況下細長壓桿臨界壓力 242
17.3 臨界應力及歐拉公式的適用范圍 244
17.3.1 理想壓桿的柔度 244
17.3.2 歐拉公式的適用范圍 245
17.3.3 臨界應力總圖 246
17.4 壓桿的穩定性校核 248
17.5 提高壓桿穩定性的措施 249
思考題 250
習題 250
附錄A 型鋼表 252
附錄B 部分習題答案 258
附錄C 利用計算器求解工程力學數值問題 263
參考文獻 268
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機器人工程力學 節選
緒論 工程力學涉及眾多的力學學科分支。在高等工科院校中，“工程力學”是一門重要的技術基礎課程。其內容覆蓋傳統意義上的“理論力學”和“材料力學”。力學涉及工程的各個領域，如機械工程、航空航天工程、交通工程、土木工程等，現代科學技術的發展使得機器人工程、智能制造領域中存在著大量的力學問題需要解決。力學的發展始終和人類的生產活動緊密結合，隨著工程技術的進步產生新的內涵。 1. 工程力學的研究內容 力學是研究宏觀物體機械運動規律的科學。機械運動是指物體的空間位置隨時間的改變，包括靜止、移動、轉動、振動、流動和變形等，是物質*基本的運動。力是物體之間的相互作用，這種作用使物體的運動狀態或形狀發生改變。力使物體運動狀態的改變稱為力的運動效應，也稱外效應；力使物體發生變形的效應稱為力的變形效應，也稱內效應。 工程力學所研究的內容是速度遠小于光速的宏觀物體的機械運動。它以伽利略、牛頓、胡克等總結的基本定律為基礎，屬于經典力學的范疇。經典力學的內容非常豐富，包括研究物體的運動規律、力與運動的關系、力與變形的關系等。對于日常生活和一般工程中的問題，經典力學仍然起著重大作用。 工程力學的研究對象不是具體的實際物體，而是根據具體的問題抽象出來的簡化模型。實際工程中，若考慮物體是否具備足夠的承載能力或抗應變能力，需要把物體當作變形體；若考慮物體在受力后運動狀態的改變，且其變形對問題的研究影響很小，就可以把物體抽象成剛體。剛體是在力的作用下，內部的任意兩點之間的距離始終保持不變的物體。如果物體的尺寸和形狀與所研究的問題關系不大，但需要考慮其質量的影響，則可以把物體抽象成只有質量而無大小的幾何點稱為質點。如果在問題中質量都可以忽略，僅僅研究其運動幾何關系，則可以將質點抽象成一個動點。有限或無限個質點構成的系統，稱為質點系。質點系是實際物體*具一般性的力學模型。剛體是一個特殊的質點系。 利用簡化模型進行問題的研究，可以降低問題的復雜程度和難度。但是任何模型都不能精確地代替實際對象，選用什么樣的模型，要看研究內容和計算精度的要求。例如，在研究工業機器人的機械臂時，如果只需要考慮驅動力與機械臂的運動之間的關系，則可以將其簡化為剛體來處理，若機械臂是用于精細加工的，其受力后產生的變形會影響到加工的精度，則必須將其作為變形固體來考慮。考慮人造地球衛星繞著地球的運動軌跡，其自身的大小尺寸與飛行的軌跡相比完全可以忽略不計，則可以將其簡化為一個質點，甚至是動點來考慮；若需要考察衛星在空間的姿態，則需要視其為剛體。 遵循從簡單到復雜、循序漸進的認知規律，本書的內容首先研究剛體的力學問題，進而研究變形固體的問題。對于剛體，主要研究其運動學、靜力學和動力學的問題；對于變形固體，主要研究構件的強度、剛度和穩定性問題。 運動學研究物體機械運動的幾何性質，包括軌跡、運動方程、速度和加速度等，而不考慮運動產生和變化的原因。物體無時無刻不在運動，可以認為運動是絕對的；但是對運動的描述，必須建立合適的參考系和坐標系，所以對運動的描述又是相對的。工業機器人要求機械臂末端執行器的運動按照既定的規律進行，操作臂各連桿、關節的運動關系決定了末端執行器的運動規律，因此其操作臂運動學的研究內容就是運動的全部幾何和時間特性。 靜力學主要研究力的基本性質、物體受力分析的基本方法及物體在力系作用下處于平衡的條件。靜力分析是動力分析的基礎，正確進行受力分析是解決力學問題的前提。工業機器人工程問題中同樣要求對載荷、約束有充分的理解。例如，機械手完成將一個物體放置到特定位置的操作，有必要確定該物體的一個穩定的靜止姿態，這需要通過靜力學來考慮。靜力學平衡關系也是工業機器人機械臂結構設計的前提。 動力學研究的是力和運動之間的關系，通過建立力與運動之間的數學關系，即動力學方程，來解決動力學的兩類基本問題：**類是已知物體的運動規律，求作用在物體上的力；第二類是已知物體的受力，求物體的運動規律。例如，為了使工業機器人的機械臂從靜止開始加速，末端執行器以預定的速度進行運動，*后減速停止，需要通過動力學方程才能確定機械臂各關節的力矩函數，進而選擇合理的驅動器。 工程中機器設備的各個組成部分，稱為構件，如工業機器人的機械臂、關節中的軸、傳動系統中的齒輪、支撐結構的連桿等。這些構件在受力作用下會發生形狀和尺寸的改變，稱為變形。變形可以分為能夠恢復的彈性變形和不可恢復的塑性變形。構件發生斷裂或變形過大導致其喪失正常工作能力，稱為失效。為了保證安全工作，構件應該具備足夠的強度、剛度和穩定性。 強度是指構件抵抗塑性變形或破壞的能力。如受拉桿件受到過大載荷導致產生明顯的塑性變形，變長、變細直至斷裂；機械臂在受到過量載荷時產生不可恢復的彎折，都屬于強度失效。 剛度是指構件抵抗變形的能力。構件要正常工作，有時不能產生過量的彈性變形。如執行精微加工的機器人，如果其整體的剛度不足，在受力作用下會使末端執行器偏離預定的位置，導致加工精度達不到要求。過大的彈性變形還可能造成機體的振動，甚至某些部件位置產生偏移導致機構卡死。 穩定性是指構件保持原有的平衡形態的能力。如受壓的細長桿件，可能會因為過量的載荷而導致其無法保持原有的直線平衡狀態，發生突然變彎，從而喪失承載能力的現象。 工業機器人要按照人們預定的想法完成其工作，其中包含大量的力學問題。在研究時需要根據其問題的性質來進行力學建模和分析求解。如圖0-1所示的機器人，如果希望其末端執行器按照規定的路徑進行運動，則可以將其上臂、下臂視為剛體，利用剛體的運動學關系分析速度、加速度、角速度、角加速度等物理量，進而確定所需的驅動力矩的大小，選擇傳動系統和動力源。這就屬于運動學和動力學的問題。如果要設計機械臂的形狀和內部結構，則需要將上臂、下臂視為變形固體來考慮，一方面要滿足強度、剛度的要求，另一方面要考慮減少自重，靈活便捷。這就屬于材料力學的問題。 2. 工程力學的學習方法 工程力學的系統性很強，各部分有著比較緊密的聯系。例如，在動力學問題中必然要用到運動學的知識和靜力學的知識；在強度問題中要用到靜力學的平衡方程等。在學習過程中要循序漸進，及時解決問題。 工程力學的基本概念要清晰。對于一個概念，要理解其產生的原因、其物理意義和作用。對于一個公式，不僅要理解其推導產生的前因后果，還要明確其適用條件和應用范圍。要及時掌握各章節的主要內容和重點，理解各章節之間的內在聯系，注意各章節之間在內容和分析方法上的異同。 對于工程力學的學習，必然要通過一定數量的習題來深入理解重要的基本概念和基本方法。做習題是應用基本理論解決實際問題的一種訓練。要特別注意例題的分析方法和解題步驟，從中得到啟發，進而舉一反三。 工程力學與實際問題結合緊密，要學會利用所學的知識從實際問題中抽象出力學模型，進行理論分析，解釋生活和工程中的力學現象。力求做到既能夠定性分析，也能夠做出定量的分析。 達 芬奇說“力學是數學科學的天堂，因為，我們在這里獲得數學的成果”。基于力學與數學、物理“不分家”的客觀事實，學習工程力學必然要熟練應用必要的數學工具，如矢量代數、微積分、二階線性常微分方程的解法等，同時需要弄清楚數學符號、公式所對應的物理意義。 在學習過程中需要保持嚴謹細致的態度，對于計算，需要一絲不茍，須知有的計算結果甚至關系到人民生命財產的安全。 3. 力學發展簡述 1)力學發展簡史 力學的產生和發展從一開始就是由生產決定的。恩格斯在其《自然辯證法》導言中，認為“占首要地位的，必然是*基本的自然科學，即關于地球上和天體上的力學”。力學是人類早期形成并獲得發展的科學之一。遠古人類通過勞動積累經驗創造了一些簡單的工具，再對其不斷改進，從經驗中獲取知識，形成了人類對力學規律的*初的起點。我國春秋戰國時期，記載墨翟(公元前468—公元前376年)學說的《墨經》中有“力，刑之所以奮也”“力，重之謂”的說法，這已經和現在所說的“力”相去不遠。在西方，力學(mechanics)一詞源自希臘文，它和機械學(mechanics)、機械裝置、機構(mechanism)是同一個詞根。因此在長期的歷史階段中，人們把力學和機械當作一回事。古希臘的阿基米德(公元前287—公元前212年)在其所著的《論平面圖形的平衡》(關于力學的*早的科學論著)中，講了確定平面圖形和立體圖形的重心問題；其所著《論浮體》是流體靜力學的**部專著，阿基米德把數學推理成功地運用于分析浮體的平衡上，并用數學公式表示浮體平衡的規律，該書中他研究了旋轉拋物體在流體中的穩定性。但是，從阿基米德之后一直到公元14世紀，由于封建和神權的長期統治，生產力停滯不前，力學與其他學科也得不到發展。直到15世紀后期，西方在文藝復興、宗教改革和啟蒙運動的推動下，由于手工業、航海、建筑以及軍事技術等方面提出的問題需要解決，因此力學和其他學科才得以迅速發展。在這一時期，哥白尼(1473—1543年)創立了宇宙的太陽中心學說，開普勒(1571—1630年)提出了行星運動三大定律，伽利略(1564—1642年)發表了《關于兩門新科學的對話》，惠更斯(1629—1695年)考慮了點在曲線運動中的加速度等問題。羅伯特 胡克(1635—1703年)建立了彈性體變形與力成正比的定律。 英國偉大的科學家牛頓(1643—1727年)在前人研究的基礎上，于1687年出版了名著《自然哲學的數學原理》，在此書中提出了著名的動力學三大定律、萬有引力定律，并對動力學進行了系統的闡述。北京大學的武際可教授在其《力學史》中認為：“牛頓所代表的經典力學形成與發展的精髓，是從試驗和觀察歸納總結出規律，然后依據這些規律指導人們去認識新的現象的。這種方法論，一直為現代科學所遵循。” 17世紀是動力學基礎建立時期，到18、19世紀發展成熟。約翰 伯努利(1667—1748年)首先提出了虛位移原理，萊昂哈德 歐拉(1707—1783年)提出了用微分方程表示的分析方法來解決質點運動問題。達朗貝爾(1717—1783年)在其著作《動力學》中給出了解決動力學問題的普遍原理，即現在所說的達朗貝爾原理，從而奠定了非自由質系動力學的基礎。法國數學家、力學家拉格朗日(1736—1813年)在其著作《分析力學》中，把虛位移原理和達朗貝爾原理相結合，導出了著名的第二類拉格朗日方程。拉格朗日方程也成為解決工業機器人動力學問題的主要手段之一。 19世紀是古典力學發展的高潮時期，是牛頓力學體系發展的黃金時期。在此期間，在向廣度和深度的推進上，都出現了飛躍性的進展，特別是在分析力學方面，哈密頓原理、函數和方程促使人們從牛頓力學向廣義相對論的研究。量子和波動力學對認知的橋梁作用、統計力學的建立將牛頓力學推進到了微觀世界。 20世紀以來，計算機技術的迅猛發展為力學工作者提供了新的計算方法和手段，有限單元法應運而生。有限單元法是建立在分析力學、*小勢能原理、變分原理基礎上的已經成熟的計算方法，已經成為當代工程中用于結構強度分析、動力學仿真、結構優化設計、金屬加工模擬、流體力學、電磁力學等領域的重要手段。 但是隨著技術的發展，新問題仍然層出不窮。在工業機器人領域，不僅需要研究組成機器人的多體系統的運動和控制，還要考慮某些部件的彈性，否則不能保證其定位精度。隨著軟體機器人的出現，需要有分析可大變形的柔體和液體系統的理論和方法。機器人的功能和系統越來越復雜，有時候采用先分析單個零部件而后綜合分析的方法并不見得有效，這時可能需要對復雜系統直接建模，對于非線性系統，其行為的復雜性，如分叉、混沌等的出現，給系統建模和求解帶來很多新的困難、問題，包括理論、試驗和計算等方面。這就需要當代學子努力學習，積極探索，為未來解決一個又一個理論和技術難題奠定良好的力學基礎。 2)我國在力學方面的研究和成就
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