本書介紹了虛擬產品開發(fā)與虛擬樣機技術的特點、內容及其應用，機械系統(tǒng)動力學分析與仿真在數字化功能樣機中的重要作用以及多體系統(tǒng)動力學的基本理論，包括多剛體系統(tǒng)動力學建模、多柔體系統(tǒng)動力學建模、多體系統(tǒng)動力學方程求解及多體系統(tǒng)動力學中的剛性（Stiff）問題，并結合 ADAMS 軟件進一步介紹了 ADAMS 軟件的基本算法，包括 ADAMS 建模中的概念、運動學分析算法、動力學分析算法、靜力學分析及線性化分析算法以及 ADAMS 軟件積分器介紹。根據作者使用 ADAMS 的經驗和體會，結合實際的例子對機械系統(tǒng)動力學分析的建模、分析、優(yōu)化以及專用仿真系統(tǒng)的二次開發(fā)等進行了較詳細的闡述。本書可作為高校“機械系統(tǒng)動力學分析”課程教材，對從事機械系統(tǒng)數字化功能樣機的建模、求解、專業(yè)化仿真系統(tǒng)二次開發(fā)的工程技術人員具有重要的實用價值，可作為機電工程類本科、研究生教學用書。

　　20 世紀 50 年代以來，計算機技術的迅速發(fā)展已經為工程設計、分析和優(yōu)化技術帶來全面的變革。計算機硬件、計算技術、應用數學、力學、計算機圖形學、軟件等技術的不斷地結合、融合推動著設計理念、理論、方法、技術乃至工具的進步，設計理論研究、新技術技術應用空前繁榮。上世紀九十年代以前以 C3P（CAD/CAE/CAM/PDM）為代表的計算機輔助設計工具 CAX 在工業(yè)界得到廣泛普及，產生了巨大的經濟效益和社會效益，“數字化”作為顯著時代技術特征初露端倪。C3P 首次用計算機取代人完成產品開發(fā)過程中機械、繁瑣、重復的繪圖、計算和例程管理類工作，大大提高了產品開發(fā)效率，但由于學科的融合度較低，各類設計工具更多地表現(xiàn)為單一學科技術的軟件化，其相互集成亦是以軟件接口實現(xiàn)所謂的數據集成，因此，以 C3P 為代表的計算機輔助設計工具對更高層次的設計活動如綜合分析、系統(tǒng)優(yōu)化設計乃至創(chuàng)新設計缺乏有效的可操作的支持。針對這些不足，上世紀九十年代中期以來，計算機輔助設計更多地強調了基于多體系統(tǒng)（Multi-body System）復雜機械產品的系統(tǒng)動態(tài)設計、基于多學科協(xié)同（Multidisciplinary collaborative）集成框架的優(yōu)化設計、基于本構融合的多領域統(tǒng)一建模（Multi-domain physical modeling）可重用機、電、液、控數字化功能樣機分析的研究與開發(fā)，并逐步形成相關技術和平臺工具；在設計管理方面，產品數據管理（PDM）向產品全生命周期拓延，已形成產品全生命周期管理技術（PLM）?？梢哉f，多學科、多領域的融合滲透是 21 世紀計算機輔助產品開發(fā)技術發(fā)展的主線，M3P 已成為當前技術研究、開發(fā)和應用的時代特征。多學科融合在推動計算機輔助產品開發(fā)技術變革使學科、領域、專業(yè)的界限逐步弱化，對技術的研究、開發(fā)和應用人員提出新的要求，無論是研究、開發(fā)者還是應用工程師都需要站在全局的高度把握機電產品的多學科、多領域性，學習、研究和掌握全新的設計理念、方法和技術。華中科技大學國家 CAD 支撐軟件工程技術研究中心，自上世紀 80 年代以來在優(yōu)化設計、智能設計、動態(tài)設計及 CAD 支撐技術方面進行了深入的基礎研究，在相關共性技術、關鍵技術取得一批成果，其中許多成果在國內工業(yè)界得到廣泛推廣，產生了良好的社會效益。近年來，該中心在 M3P 方面結合工業(yè)應用開展了大量的共性、關鍵技術和應用研究。本書的主要編創(chuàng)者陳立平、張云清、任為群、覃剛在本領域具備多年研究開發(fā)積累和工程應用經驗。編創(chuàng)組針對國內多體動力學、數字化功能樣機技術的日益增長的需求，結合技術教學和工程應用現(xiàn)狀，以國際上具有代表性的復雜機械系統(tǒng)動力學建模及仿真平臺 ADAMS 為例，對機械數字化功能樣機的建模理論、方法、求解、通用平臺架構、專業(yè)化二次開發(fā)、典型工業(yè)應用實例等方面進行了全面、具體、生動地闡述，對相關技術研究、系統(tǒng)開發(fā)和工程應用人員具有重要實用價值，同時亦可作為機電工程本科、研究生教學用書。華中科技大學 CAD 中心周凡利、王波、項俊、楊勇、陳萌等研究生參與了本書的編寫工作，在此一并表示衷心感謝。

　　本章首先介紹虛擬產品開發(fā)與虛擬樣機技術的特點、內容及其應用；在此基礎上提出數字化樣機的概念，并由此引入機械系統(tǒng)動力學分析與仿真，概述了機械系統(tǒng)動力學分析與仿真在數字化功能樣機中的重要作用；最后闡述了機械系統(tǒng)動力學分析與仿真的發(fā)展方向及前沿。通過本章的學習可以對虛擬樣機技術及機械系統(tǒng)動力學分析仿真技術的內容及發(fā)展有較深入的了解，便于以后對具體內容的學習掌握。