汽车系统动力学及仿真PDF电子书下载

第一章　汽车动力学 1

1.1　汽车空气动力学 1

1.1.1　空气动力学试验及参数修正 1

1.1.2　与汽车形状近似的简单形体的尺寸与CD值的关系 6

1.1.3　空气阻力与汽车基本尺寸的关系 8

1.1.4　汽车凸出物对空气阻力的影响 11

1.2　空气阻力对汽车性能的影响 15

1.2.1　气动阻力和最大车速 17

1.2.2　气动阻力对燃油消耗量的影响 18

1.2.3　气动阻力对加速度的影响 18

1.3　空气动力学应用实例 20

1.3.1　一种车型的形状最佳化 20

1.3.2　车身尺寸与状态对空气阻力的影响 20

1.3.3　车身形状的最佳化设计方法 20

1.3.4　对Audi 100—Ⅲ型所采取减少阻力的措施 21

1.4　汽车运动方程及行驶极限 22

1.4.1　双轴汽车的运动方程 22

1.4.2　轴荷的大小及升力 23

1.4.3　前轴驱动和后轴驱动时的附着率 28

1.4.4　全轮驱动 34

1.4.5　三轴汽车 37

1.5　电动汽车动力性计算方法 38

1.5.1　非永磁电机的电动汽车模型 39

1.5.2　装有永磁无刷直流电机的电动汽车模型 45

1.5.3　电动汽车运动方程式及动力性仿真 47

第二章　汽车运动的能量平衡 49

2.1　汽车和电动汽车耗能评价指标及影响因素 49

2.1.1　汽车燃料消耗的评价指标 49

2.1.2　电动汽车经济性指标 51

2.1.3　影响汽车燃料消耗的因素 51

2.2　汽车经济性分析计算基本方程 58

2.2.1　变参数，各工况燃料消耗的计算 58

2.2.2　根据发动机的速度特性及负荷特性计算燃料消耗 60

2.2.3　根据汽车道路试验绘制汽车经济特性图 62

2.2.4　根据发动机万有特性绘制汽车的经济特性图 62

2.2.5　汽车的行驶特性图及其绘制 63

2.3　装有液力传动汽车的燃料经济性计算 65

2.4　电动汽车耗电经济性的计算 66

2.4.1　数学模型 66

2.4.2　城市四工况电动汽车耗电量计算方法 68

第三章　汽车动力参数的最优匹配 71

3.1　汽车性能与传动比的关系 71

3.1.1　汽车发动机功率的选择 71

3.1.2　最小传动比的选择 71

3.1.3　最大传动比的选择 72

3.1.4　传动系挡数与各挡传动比的选择 73

3.2　燃油经济性—加速时间曲线 74

3.2.1　加速时间的计算 75

3.2.2　汽车耗油曲线的计算 81

3.3　利用燃油经济性—加速时间曲线确定动力装置参数 82

3.3.1　主减速器传动比的确定 82

3.3.2　变速器与主减速器传动比的确定 82

3.3.3　发动机排量、变速器传动比的确定 83

第四章　汽车的制动动力学 85

4.1　汽车制动的力学模型 85

4.1.1　双轴汽车 85

4.1.2　双轴式载货汽车的制动 97

4.2　汽车制动系统动态数学模型的辨识方法 106

4.2.1　汽车制动系统辨识的试验方法研究 106

4.2.2　M伪随机信号作为最优输入信号 108

4.2.3　理想的辨识汽车制动系统模型的方法研究 112

4.3　辨识汽车制动系统动态数学模型的一种新的快速高精度方法——相关广义最小二乘法（COR—GLS） 114

4.3.1　相关广义最小二乘法的理论模型 114

4.3.2　时滞d的确定 115

4.3.3　相关广义最小二乘法的辨识算法 115

4.4　汽车制动系统数学模型的辨识及仿真 122

4.4.1　利用相关广义最小二乘法辨识制动分配阀的数学模型 122

4.4.2　差分模型与传递函数的转换 125

4.5　防抱死制动系统理论 127

4.5.1 防抱死制动系统分析的理论基础 127

4.5.2　液压真空助力式液压防抱死系统 132

第五章　汽车操纵动力学 135

5.1　轮胎模型 135

5.1.1　轮胎的坐标系与术语 135

5.1.2　轮胎侧偏特性的简化理论模型 136

5.1.3　轮胎侧偏特性的半经验模型 150

5.1.4　纵向力对侧偏角影响的粗略概念——“摩擦圆”概念 160

5.2　6自由度汽车操纵动力学模型 161

5.2.1　车辆坐标系 161

5.2.2　车上任意点加速度的确定 161

5.2.3　汽车运动微分方程 163

5.3　汽车操纵稳定性的评价及工程分析方法 165

5.3.1　汽车的侧偏柔度 165

5.3.2　工程分析方法的数学模型 170

5.3.3　评价指标的工程计算方法 173

5.4. 4自由度模型仿真 179

5.4.1　线性4自由度力输入运动的数学模型的符号说明 179

5.4.2　运动模型与坐标联法 181

5.4.3　运动微分方程 182

5.4.4　轮胎特性的线性化 184

5.4.5　关于转向系的当量线性阻尼 185

5.4.6　“红旗”CA770汽车力阶跃输入反应的仿真与弯道撒手试验的比较 186

5.4.7　奥迪100型汽车的仿真分析 188

5.4.8　程序说明 188

5.5　17自由度汽车建模与实时仿真研究 190

5.5.1　概述 190

5.5.2　数学模型 190

5.5.3　计算机仿真 211

第六章　汽车振动动力学 218

6.1　汽车随机振动基础 218

6.1.1　随机过程 218

6.1.2　相关分析 221

6.1.3　傅里叶分析 223

6.1.4　功率谱密度——路面谱 235

6.2　7自由度汽车振动系统建模 242

6.2.1　主要参数 242

6.2.2　微分方程 243

6.3　悬架动挠度及车轮与路面间的相对动载荷 247

6.3.1　动挠度 247

6.3.2　动载荷 248

6.4　响应均方根值的计算 248

6.4.1　系统频率响应函数的计算 248

6.4.2　响应的功率谱密度 253

6.4.3　四轮汽车的路面输入 254

6.4.4　响应均方根值计算 255

6.5　响应的二阶导数的均方根值计算 259

6.5.1　输出二阶导数对输入的频率响应函数的计算 259

6.5.2　输出二阶导数功率谱密度及均方根计算 259

6.6　悬架动挠度均方根值计算 259

6.7　车轮与路面相对动载荷Fd/G的计算 261

6.8　某汽车的仿真结果 263

6.8.1　7自由度模型参数的确定 263

6.8.2　定刚度垂直方向振动加速度均方根值与阻尼的关系 263

6.8.3　定阻尼的垂直方向振动加速度均方根值与刚度的关系 265

6.8.4　定阻尼车身动挠度与刚度的关系 268

第七章　汽车的地面力学 270

7.1　汽车的越障能力 270

7.1.1　通过性能的几何参数 270

7.1.2　通过性能的失效条件（障碍条件） 271

7.1.3　汽车越过台阶、壕沟的能力（以4×2后驱动为例） 272

7.1.4　汽车的倾覆失效和坡道及圆周行驶能力 274

7.2　汽车软地面力学 277

7.2.1　土壤的受力变形 277

7.2.2　车辆在松软地面上的土壤阻力 277

7.2.3　汽车在松软路面上运动的驱动力或土壤推力 281

7.2.4　地面通过性能的评价指标 282

7.3　汽车地面力学的因次分析及模型理论 283

7.3.1　因次分析原理 283

7.3.2　模型理论基础 286

第八章　汽车系统动力学仿真系统（ASDSS95） 290

8.1　仿真系统组成及界面操作 290

8.1.1　仿真系统对硬件和软件的要求 290

8.1.2　仿真系统的安装 290

8.1.3　仿真系统的启动 291

8.1.4　仿真系统包含的内容及功用 291

8.1.5　仿真系统界面及操作 293

8.2　动画仿真 303

8.2.1　动画仿真算法 303

8.2.2　动画仿真软件 306

8.2.3　动画仿真系统实例 307

8.3　几种典型汽车系统动力学仿真实例 307

8.3.1　动力性仿真实例 307

8.3.2　汽车制动系统建模、评价及仿真结果 310

8.3.3　17自由度操纵动力学仿真实例 312

参考文献 315