本书共分九章，系统介绍了碰撞力学的基本理论、方法及应用。内容包括：碰撞力学概述、质点系统碰撞理论、平面刚体碰撞理论、局部接触约束（力）模型、变形体正碰撞的解析方法、变形体正碰撞的数值方法、变形体斜碰撞的数值解方法、碰撞的实验方法、碰撞理论在微/纳米压电精确定位系统的工程应用。

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2009.10-2010.07 英国剑桥大学 工程系 博士联合培养 2004.09-2010.07南京理工大学 工程力学 硕博连读博士研究生 2000.09-2004.07 南京理工大学 工程力学 本科2016-2017年美国加州大学伯克利分校 访问学者 2013年 英国剑桥大学 工程系 访问学者 2012年 德国亚琛工业大学 IAM 访问学者 2010年-至今 南京理工大学 讲师、副教授力学，接触碰撞动力学作为通讯作者、第一作者发表论文40篇，其中SCI检索13篇、EI检索10篇、其他核心期刊检索5篇。无

目录
前言
第1章 碰撞力学概述 1
1.1 研究背景 2
1.1.1 工程背景 2
1.1.2 理论背景 2
1.2 碰撞力学的基本概念 4
1.2.1 碰撞体的位型 4
1.2.2 接触点处的相对速度 5
1.2.3 相互作用力 5
1.3 碰撞的分类与特征概述 6
1.4 碰撞问题的主要分析方法 8
1.4.1 碰撞体非接触区的等效变形模型 8
1.4.2 接触约束模型 10
1.4.3 碰撞问题的数学分析方法 11
参考文献 12
第2章 质点系统碰撞理论 20
2.1 质点碰撞 21
2.1.1 质点动力学基本原理 21
2.1.2 质点对固定面的碰撞 22
2.1.3 双质点的斜碰撞 25
2.2 弹簧振子碰撞.30
2.2.1 自由系统的碰撞振动 31
2.2.2 受迫系统的碰撞振动 33
参考文献 40
第3章 平面刚体碰撞理论 41
3.1 单一刚体动力学 41
3.1.1 平动动量和动量矩 41
3.1.2 动能 43
3.2 平面刚体对心碰撞 44
3.2.1 正碰撞的相对运动方程 44
3.2.2 碰撞的压缩和恢复阶段 46
3.2.3 法向相对运动的动能 46
3.2.4 法向接触力的功 48
3.2.5 碰撞恢复系数 48
3.3 平面刚体斜碰撞的光滑动力学解法 51
3.3.1 基本假设 51
3.3.2 库仑摩擦定律 52
3.3.3 解析模型和平面相对运动方程 53
3.3.4 斜碰撞响应的光滑化解法 58
3.4 平面刚体斜碰撞的非光滑动力学解法 72
3.4.1 混合分析模型 72
3.4.2 斜碰撞中Painleve悖论的模拟与讨论 78
3.5 双连杆切向滑动Painleve悖论的线性互补理论 85
3.5.1 双连杆的刚体摩擦动力学模型 85
3.5.2 Painleve悖论的LCP解与分析 90
3.5.3 系统参数对Painleve悖论的影响 93
参考文献 96
第4章 局部接触约束（力）模型 98
4.1 经典Hertz接触理论 99
4.2 Kelvin-Voigt摩擦模型和Karnopp摩擦模型 102
4.3 点-面接触模型 103
4.3.1 接触条件 103
4.3.2 法向接触模型 103
4.3.3 切向接触模型 104
4.4 其他接触模型 105
参考文献 105
第5章 变形体正碰撞的解析方法 107
5.1 材料力学动载荷实用计算法 107
5.2 一维杆纵向正碰撞的特征线法.112
5.2.1 一维有限长杆与刚性质量块的纵向正碰撞 112
5.2.2 一维有限长杆之间的纵向正碰撞 114
5.3 一维杆纵向正碰撞的Saint-Venant法 118
5.4 杆件结构正碰撞的波函数展开法 122
5.4.1 桥梁多次重撞击响应的瞬态波函数法 122
5.4.2 竖向地震下刚构桥瞬态响应的瞬态波函数法数值结果 131
参考文献 136
第6章 变形体正碰撞的数值方法 138
6.1 变形体正碰撞的模态叠加法 138
6.1.1 刚性质量对悬臂杆的纵向碰撞.138
6.1.2 刚性质量对简支梁的横向碰撞.142
6.2 变形体正碰撞的有限元法 145
6.2.1 有限元离散化微分方程的推导过程 145
6.2.2 一维杆与刚性质量块纵向碰撞的有限元计算 150
6.2.3 动力学微分方程组直接积分法.154
6.3 变形体正碰撞的动态子结构法.161
6.3.1 柔性多次碰撞系统动态子结构法的基本理论 161
6.3.2 多次碰撞激发的瞬态纵波的传播 180
6.3.3 多次碰撞激发的瞬态弯曲波的传播 212
参考文献 221
第7章 变形体斜碰撞的数值解方法 227
7.1 杆件斜碰撞的有限段法 227
7.1.1 斜碰撞混合分析模型 228
7.1.2 算例 233
7.1.3 结论 237
7.2 多连杆机器人系统斜碰撞的多时间尺度方法 238
7.2.1 考虑多时间尺度效应的动力学模型 238
7.2.2 冲击前阶段系统的控制方程.240
7.2.3 冲击阶段系统的控制方程.241
7.3 柔性手指斜碰撞的绝对节点坐标法 242
7.3.1 单个单元的动力学方程 243
7.3.2 单指骨的动力学方程 245
7.3.3 整个手指的动力学方程 246
7.3.4 动力学方程的积分策略 247
7.3.5 混合计算模型 249
7.3.6 事件驱动法 251
7.3.7 无驱动力矩时柔性机器人手指摩擦碰撞的瞬态响应 254
7.3.8 驱动力矩作用时柔性机器人手指摩擦碰撞的瞬态响应 263
7.4 双足机器人被动行走斜碰撞的有限元法 266
7.4.1 双足机器人被动行走的柔性体动力学模型 267
7.4.2 网格收敛性研究 269
7.4.3 双足机器人被动行走模拟仿真.271
参考文献 280
第8章 碰撞的实验方法 282
8.1 碰撞实验基本原理、设备和方法 283
8.1.1 实验设计 283
8.1.2 动态应变测量 285
8.1.3 位移和速度的激光测量 287
8.2 球-梁碰撞实验 289
8.2.1 引言 289
8.2.2 实验方法 290
8.2.3 实验测试结果 292
8.2.4 次碰撞的主要影响因素探讨.294
8.3 球-压电叠堆的纵向碰撞实验 304
8.3.1 测量系统 304
8.3.2 实验结果 308
8.4 双连杆斜碰撞实验 311
8.4.1 实验测试方法 311
8.4.2 实验测试结果 312
8.5 分离式霍普金森压杆实验 313
8.5.1 霍普金森实验技术 313
8.5.2 SHPB实验技术 314
8.5.3 霍普金森实验技术研究现状及存在的问题 318
参考文献 321
第9章 碰撞理论在微/纳米压电精确定位系统的工程应用 323
9.1 物理模型 324
9.1.1 动态子结构碰撞模型 325
9.1.2 压电陶瓷叠堆模型 325
9.1.3 机电耦合动力学方程 326
9.1.4 驱动系统的子结构动力学方程.329
9.1.5 接触状态和非接触状态之间的转换 330
9.2 数值结果 330
9.2.1 阶跃脉冲电压驱动下的系统瞬态响应 332
9.2.2 高频三角形周期脉冲电压驱动下的系统瞬态响应 334
9.2.3 瞬态波在系统中的传播 337
参考文献 339