Numerics of Unilateral Contacts and Friction: Modeling and Numerical Time Integration in Non-Smooth Dynamics

این کتاب مخصوصاً برای افرادی که هم در تحقیقات و هم در صنعت علاقه مند به شبیه سازی عددی سیستم های مکانیکی با تماس و اصطکاک یک طرفه هستند مناسب است. چنین سیستم هایی را می توان در زمینه های مختلف کاربرد فنی یافت. به عنوان مثال تماس بین چرخ ها و زمین در دینامیک خودرو، ماشین های راه رفتن، توقف های محدود و اصطکاک در مکانیسم های دلخواه یا تماس بین هزاران دانه در مکانیک دانه ای را در نظر بگیرید. این کتاب عمدتاً بر روی دینامیک سیستم‌های چند بدنه سفت و سخت با تماس‌ها و اصطکاک یک‌طرفه تمرکز دارد، با این حال، رویکرد مدل‌سازی غیرهموار پیشنهادی بسیار کلی‌تر است و همچنین برای کاربردهای غیر صلب مناسب است.

چهار موضوع اصلی مطرح شده است. :

• مدل‌سازی غیرهموار تماس‌ها و اصطکاک یک‌طرفه با قوانین نیروی با ارزش مجموعه،
• ارزیابی ریاضی این قوانین با استفاده از گنجاندن مخروط معمولی با معادلات تصویری مرتبط،
• روش های ادغام عددی گام به گام برای سیستم های غیر هموار،
• پیاده سازی در یک کد نرم افزاری.

این کتاب شکاف بین ادبیات بسیار تخصصی ریاضی و کاربردهای مهندسی را می‌بندد، یک نمای کلی عالی از روش‌های به خوبی تثبیت‌شده در مکانیک غیر صاف ارائه می‌دهد و دیدگاه‌های جدیدی را برای شما باز می‌کند. توسعه آینده در این زمینه امیدوارکننده از تحقیقات فعال.

This book is especially suited for people both in research and industry who are interested in the numerical simulation of mechanical systems with unilateral contacts and friction. Such systems can be found in various fields of technical application; consider for example contacts between wheels and ground in vehicle dynamics, walking machines, limit stops and friction in arbitrary kind of mechanisms or contacts between thousands of grains in granular mechanics. The book focuses mainly on rigid multibody systems dynamics with unilateral contacts and friction, however, the proposed non-smooth modeling approach is much more general and also well suited for non-rigid applications.

Four main topics are addressed:

• Non-smooth modeling of unilateral contacts and friction by set valued force laws,
• Mathematical evaluation of these laws using normal cone inclusions with associated projective equations,
• Numerical time-stepping integration methods for non-smooth systems,
• Implementation in a software code.

The book closes the gap between highly specialized mathematical literature and engineering application, gives an excellent overview on well established methods in non-smooth mechanics and opens new perspectives for the future development in this promising field of active research.