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绪论 1

0.1汽车动力学的研究现状 1

0.2道路动力学的研究现状 5

0.3轮胎动力学的研究现状 9

0.4车辆-道路耦合系统动力学研究框架 11

0.5车辆-道路耦合系统动力学的研究内容及关键问题 12

参考文献 13

第1章 车辆系统建模及动力学分析 21

1.1车辆悬架系统中非线性元件的实验建模 21

1.1.1减振器阻尼特性实验 21

1.1.2钢板弹簧刚度特性实验 30

1.2双轴重型汽车模型及动力学分析 33

1.2.1车辆模型及其运动微分方程 33

1.2.2车辆系统的振动响应计算 36

1.2.3随机激励下车辆的振动响应分析 39

1.2.4参数影响分析 41

1.3三轴重型汽车模型及动力学分析 45

1.3.1具有平衡悬架的三轴重型汽车模型的建立 46

1.3.2采用FRC轮胎模型的非线性三轴车辆模型建立 49

1.3.3随机激励下车辆的振动响应分析 54

1.4基于虚拟样机技术的重型汽车模型及动力学分析 59

1.4.1悬架系统模型 60

1.4.2轮胎及路面模型 63

1.4.3整车模型集成 65

1.4.4整车正交优化 66

1.4.5 整车半主动控制分析 75

1.5本章小结 77

参考文献 78

第2章 车辆载荷作用下道路系统的动力学分析 80

2.1移动载荷作用下有限长非线性地基梁的动力响应 80

2.1.1移动集中载荷作用下的非线性地基梁模型 81

2.1.2 Galerkin截断方法处理非线性方程 82

2.1.3数值算例 84

2.2移动载荷作用下无限长非线性地基梁的动力响应 88

2.2.1无限长非线性地基的Timoshenko梁模型 89

2.2.2移动恒载的多尺度摄动方法 90

2.2.3移动简谐载荷的改进Adomian方法 94

2.2.4移动恒载激励的数值算例 100

2.2.5移动简谐载荷激励的数值算例 106

2.3移动载荷作用下Kelvin地基上无限大双层板的动力响应 109

2.3.1移动车辆载荷的数学模型描述 109

2.3.2轮胎接地面积的确定 110

2.3.3双层薄板的基本运动微分方程 111

2.3.4双层板动力响应的稳态解析解 113

2.3.5数值算例 117

2.4移动载荷作用下弹性半空间地基上无限大双层板的动力响应 122

2.4.1双层薄板的基本运动微分方程 122

2.4.2弹性半空间地基的基本运动方程 122

2.4.3弹性半空间地基在波数-频率域内的位移和应力计算 124

2.4.4弹性半空间地基的位移Green函数 125

2.4.5移动载荷作用下弹性半空间地基上双层板的位移和应力计算 127

2.4.6数值算例 130

2.5路面结构三维有限元分析 132

2.5.1层状体系力学模型及其基本假设 133

2.5.2路面结构三维有限元几何建模 133

2.5.3路面结构振动响应的瞬态动力分析 135

2.5.4路面结构各层的动力学响应分析 138

2.5.5沥青路面疲劳寿命的参数影响分析 144

2.6本章小结 147

参考文献 148

第3章 车辆-道路耦合系统建模及动力学分析 151

3.1二维车辆-道路耦合系统 151

3.1.1轮胎-路面接触模型 151

3.1.2车路耦合系统动力学方程 153

3.1.3轮胎与路面的耦合作用 154

3.1.4数值计算流程及模型验证 155

3.1.5两种轮胎模型对车辆-道路耦合系统响应的影响 160

3.2三维车辆-道路耦合系统 166

3.2.1汽车系统运动微分方程 167

3.2.2道路系统运动微分方程 169

3.2.3汽车与路面的耦合作用 170

3.2.4车辆-道路耦合模型与传统模型的比较 173

3.2.5车辆-道路耦合模型与有限元模型的比较 180

3.3车路系统参数的低动力设计 183

3.3.1车速的影响 184

3.3.2汽车载重量的影响 185

3.3.3车轮质量的影响 185

3.3.4轮胎刚度的影响 187

3.3.5悬架刚度的影响 188

3.3.6轮胎阻尼的影响 190

3.3.7悬架阻尼的影响 191

3.3.8轴距的影响 192

3.3.9轮距的影响 192

3.3.10路面密度的影响 194

3.3.11路面厚度的影响 194

3.3.12路面弹性模量的影响 196

3.3.13路面泊松比的影响 198

3.3.14路基反应模量的影响 199

3.3.15路基阻尼系数的影响 200

3.4三维非线性黏弹性车辆-道路耦合系统动力响应 200

3.4.1系统非线性及黏弹性模型 201

3.4.2非线性汽车系统运动微分方程 202

3.4.3非线性黏弹性道路系统运动微分方程 204

3.4.4非线性汽车-道路系统的耦合作用 209

3.4.5数值积分算法 211

3.4.6非线性车路耦合系统动力响应 212

3.4.7车路非线性和路面黏弹性对车路响应的影响 216

3.5 本章小结 221

参考文献 222

第4章 车辆-道路相互作用试验段构建 224

4.1车辆-道路试验方案 224

4.2道路试验系统 224

4.2.1道路结构介绍 224

4.2.2道路试验系统 224

4.2.3传感器布设工艺 226

4.3车辆试验系统 228

4.3.1车辆系统介绍 228

4.3.2车辆试验系统 228

4.4道路试验结果分析 229

4.4.1道路动应变响应分析 229

4.4.2道路垂向动应力分析 231

4.5车辆试验结果分析 234

4.6本章小结 236

参考文献 236

索引 238