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第一章 车辆纵向动力学及其控制 1

第一节 轮胎纵向力学特性 1

一、轮胎的滚动阻力 1

二、道路阻力 6

三、轮胎侧偏阻力 10

四、总的车轮滚动阻力 12

五、轮胎纵向力与滑动率的关系 12

第二节 汽车的动力与传动系统 15

一、理想的动力传动特性 15

二、动力传动系统的功能 16

三、现代动力传动系统的种类和组成 18

第三节 驱动动力学性能及分析 20

一、车辆行驶阻力与功率需求 20

二、驱动系统的特性场 23

三、车辆动力与传动系统性能仿真 27

四、建模工具介绍 29

第四节 动力与传动系统的控制 34

一、发动机燃油喷射及电子点火控制 34

二、离合器控制 36

三、自动变速器控制 40

第五节 制动动力学及其控制 41

一、概述 41

二、直线制动动力学分析 42

三、制动稳定性分析 43

四、制动力控制系统 44

五、车轮防抱死控制系统 47

第二章 车辆操纵动力学及其控制 53

第一节 轮胎侧偏特性与轮胎模型 53

一、相关术语及定义 53

二、轮胎模型 54

三、轮胎的侧向力学特性 57

四、整车建模中对轮胎模型的考虑 59

第二节 基本操纵模型 60

一、作用于车辆的外力与外力矩 60

二、基本操纵模型假设 61

三、运动方程的推导 62

四、操纵动力学特性分析 66

五、对实际问题的考虑 72

第三节 基本操纵模型的扩展 77

一、考虑车身侧倾的三自由度操纵模型 77

二、车轮转动效应 82

三、转向系统的影响 84

四、悬架运动学 86

五、变形转向 87

第四节 转向系统的控制 90

一、四轮转向系统 91

二、电动助力转向系统 98

第三章 车辆行驶动力学及其控制 103

第一节 路面输入模型 103

一、路面测量技术及数据处理 103

二、路面输入模型 106

第二节 汽车舒适性评价标准 112

一、标准 112

二、平顺性测量 116

第三节 行驶动力学模型 117

一、模型推导的前提 117

二、单轮车辆模型的推导 120

三、半车模型的推导和结果分析 129

四、整车模型的推导和结果分析 131

第四节 可控悬架系统 134

一、车身高度调节系统 134

二、自适应系统 134

三、可切换阻尼系统 136

四、全主动系统 137

五、有限带宽主动系统 139

六、连续可变阻尼的半主动系统 139

七、各类悬架系统的性能比较 140

第四章 汽车空气动力学 143

第一节 SAE汽车动力学坐标系及相关术语和定义 143

第二节 气动阻力 145

一、形状阻力 145

二、摩擦阻力 147

三、诱导阻力 148

四、干扰阻力 149

五、内部阻力 149

第三节 气动升力 149

第四节 气动力对汽车性能的影响 151

一、概述 151

二、发动机功率与车速的关系 151

三、气动阻力与最高车速的关系 152

四、气动阻力对加速度的影响 152

五、气动阻力对燃油经济性的影响 152

第五节 气动力对汽车操纵稳定性的影响 154

一、概述 154

二、影响汽车操纵稳定性的气动力 154

三、提高操纵稳定性的汽车造型措施 156

四、侧倾力矩 157

第六节 汽车空气动力学试验 158

一、试验基本方法 158

二、汽车风洞 158

三、汽车风洞试验的准则 159

四、风洞试验的测量方法 159

第五章 汽车侧翻 161

第一节 刚性汽车的准静态侧翻 161

第二节 考虑悬架的准静态侧翻 163

第三节 汽车的瞬态侧翻 165

一、简单的侧翻模型 165

二、横摆-侧翻模型 166

三、绊倒侧翻 168

第四节 侧翻事故过程 169

第六章 履带式车辆动力学概述 172

第一节 悬架系统 172

一、弹性元件的发展 172

二、减振器的发展 173

第二节 履带车辆行驶动力学 174

一、履带效应 174

二、行驶动力学模型 175

第三节 履带车辆转向动力学 183

一、作用在履带车辆上的外力 183

二、作用在履带车辆上的外力矩 187

三、转向阻力系数 188

四、转向所需牵引力和制动力 189

第七章 轮轨关系及基本理论 192

第一节 概述 192

第二节 轮轨接触几何关系 193

第三节 蠕滑理论 198

第四节 单轮对的仿真模拟 211

第八章 蛇行运动与稳定性 215

第一节 横向稳定性及车辆的临界速度 215

第二节 单轮对横向稳定性 216

第三节 H型构架式转向架横向稳定性 218

第四节 整车横向稳定性 219

第九章 轨道车辆的随机响应理论 228

第一节 轨道的随机激励输入描述 228

一、轨道高低不平顺 228

二、轨道水平不平顺 228

三、轨道方向不平顺 229

四、轨道轨距不平顺 229

第二节 车辆的随机响应计算 233

第三节 地铁列车的随机响应 237

第十章 曲线导向理论 250

第一节 概述 250

第二节 单轮对的曲线通过数学模型 251

一、单轮对的线性曲线通过模型 251

二、单轮对的非线性曲线通过模型 254

第三节 单转向架的曲线通过模型 258

第四节 四轴车曲线通过模型 264

第五节 独立轮及轮对的导向问题 269

第十一章 轨道车辆的纵向动力学 283

第一节 列车的纵向动力学 283

第二节 纵向振动数学模型 284

第三节 制动和牵引对列车纵向振动的影响 287

一、紧急制动工况 287

二、常用制动工况 288

三、起动牵引工况 288

第四节 列车碰撞动力学 288

第十二章 轨道车辆的运行安全性 301

第一节 脱轨的类型及机理 301

第二节 基本的脱轨安全评价指标 301

一、Nadal公式 301

二、Marie公式 302

三、Weinstock准则 302

四、JNR的动态脱轨判断准则 303

五、滑轨判断准则 303

第三节 影响因素及防治措施 304

一、影响因素 304

二、防治措施 306

参考文献 308