计算汽车地面力学PDF电子书下载

前言 1

第一章 绪论 1

第一节 汽车地面力学研究的背景及意义 1

第二节 汽车与地面相互作用的研究方法 2

一、纯经验方法 2

二、模型试验和因次分析方法 4

三、半经验方法 9

四、基本理论研究方法 10

五、数值模拟方法 11

第三节 计算汽车地面力学的学科性质和研究内容 12

一、学科性质 12

二、主要研究内容 13

第二章 与车辆行驶有关的土的特性分析 14

第一节 土的物理特性 14

一、土壤的质地分类 14

二、与车辆行驶有关的土壤物理特性描述指标 14

三、塔克拉玛干沙漠沙土的物理特性 16

一、土的承压特性 19

第二节 土的力学特性 19

二、土的剪切特性 20

三、塔克拉玛干沙漠沙土的基本力学特性 21

第三节 土壤动态三轴仪在研究土壤性质中的应用 29

一、试验设备 29

二、测试原理 30

三、试验方法 31

四、试验结果 32

五、影响因素 32

一、用承压特性模型计算滚动阻力 36

第三章 汽车地面力学中土壤特性的计算公式及其选择 36

第一节 土壤特性模型在车辆行驶性能计算中的应用 36

二、用剪切特性模型计算附着力 37

三、用土壤特性模型计算挂钩牵引力 39

第二节 松软地面的各种特性模型及其参数确定 40

一、加权最小二乘法 40

二、承压特性模型 41

三、剪切特性模型 43

一、承压特性模型的选择 50

二、剪切特性模型的选择 50

第三节 土壤特性模型的自动选择 50

第四章 汽车轮胎力学特性的定量描述 52

第一节 轮胎变形特性 52

一、轮胎的径向变形 52

二、接地形状 54

三、接地长度、宽度和面积的计算 55

四、轮胎变形损失 57

第二节 轮胎接地压力 57

一、接地压力分布的定量描述 57

二、平均接地压力的表达式 58

第三节 轮胎刚度特性 60

一、轮胎静刚度的计算方法 61

二、轮胎动刚度的数学模型 62

三、滚动状态下轮胎刚度和阻尼特性的表达式 65

第五章 轮胎与土壤相互作用的数值解析 67

第一节 轮胎变形与土壤下陷量的近似计算和试验测定 67

一、临界气压 67

二、近似计算 69

三、试验测定 70

一、影响接触表面形状的因素 72

第二节 轮胎与土壤接触表面尺寸的确定 72

二、接触表面的尺寸确定 74

三、接近角和离去角 76

第三节 轮胎在土壤上的滚动阻力的计算 77

一、轮胎在土壤上的受力分析 77

二、滚动阻力系数的数值解析 78

三、轮胎与土壤接触面内应力分布的测定 80

第四节 轮胎在土壤上的挂钩牵引力的计算 83

一、挂钩牵引力的定义 83

二、轮胎在松软土壤上挂钩牵引力的预测 84

三、在松软土壤上的驱动轮胎效率的计算 86

第五节 轮胎在松软地面上滑转下陷量的计算 88

一、滑转下陷的发生机理以及下陷量与滑转率的关系 88

二、滑转下陷量的理论计算 90

三、轮胎下土壤颗粒的侧向流动 99

第六章 汽车通过性与土壤行驶性的概率计算 102

第一节 汽车通过性与土壤行驶性的评价指标 102

一、汽车通过性指标 102

二、轮胎在新疆沙上的通过性指标的测定 104

三、土壤行驶性定义 105

四、新疆沙的行驶性分析 106

第二节 汽车与地面相互作用关系数学模型中土壤参数值的不确定性 106

一、土壤值的时间性变化 106

二、土壤含水量分布的概率密度曲线 107

第三节 概率统计方法在汽车地面力学中的应用 109

一、预测汽车在给定土壤条件下失去通过性的概率 109

二、在随机土壤条件下选择最佳的车辆设计方案 110

一、土的本构特性研究现状 113

第一节 车辆行驶的土的本构关系研究状况和主要内容 113

第七章 汽车地面力学中土的本构模型 113

二、土工土与车辆行驶的土的区别 114

三、车辆行驶的土的本构模型分类和应当满足的基本条件 115

第二节 土的线性弹性本构模型 115

一、线性弹性本构模型的一般公式 115

二、线性弹性本构模型的参数参考值 116

第三节 车辆行驶的土的非线性弹性本构模型 117

一、非线性弹性本构模型的一般公式 117

二、非线性弹性本构模型的基本形式 118

三、非线性弹性本构模型在应用中的修正 128

一、弹塑性理论概述 133

第四节 车辆行驶的土的弹塑性本构模型 133

二、弹塑性本构模型的一般公式 135

三、汽车地面力学常用的等向强化屈服准则 136

四、便于数值分析的弹塑性本构模型的统一表述 140

五、等向强化屈服准则对应的屈服函数、等效屈服应力及参数 143

六、塔克拉玛干沙漠沙土的弹塑性本构特性 146

第一节 矩阵代数的基本知识 147

一、矩阵的表示方法与类型 147

第八章 汽车与地面相互作用问题的矩阵表述 147

二、矩阵的运算 149

三、逆矩阵 153

四、线性方程组 155

第二节 变形体基本力学量的矩阵表述 155

一、三维问题基本力学量的矩阵表述 155

二、轴对称问题基本力学量的矩阵表述 158

三、平面问题基本力学量的矩阵表述 160

第三节 汽车与地面相互作用问题的基本方程的矩阵表述 162

一、几何方程 162

二、本构方程 163

三、虚功形式的平衡方程 167

第九章 汽车与地面相互作用问题的有限元分析 171

第一节 有限元法的分析过程 171

一、有限元分析的三个基本阶段 171

二、位移法的基本步骤 172

第二节 汽车与地面相互作用问题的线性弹性有限元分析 172

一、平面问题的线性弹性有限元分析的基本步骤 172

二、用线性有限元法预测车轮下的应力分布和土壤变形 181

三、线性弹性有限元分析的快速算法 186

一、汽车与地面相互作用问题的非线性有限元一般描述 207

第三节 汽车与地面相互作用问题的非线性（非线性弹性、弹塑性）有限元分析 207

二、汽车与地面相互作用的非线性问题求解 209

三、迭代法在轮胎与沙相互作用问题的非线性分析中的应用 213

第十章 汽车与地面相互作用问题有限元软件的应用与开发 217

第一节 通用软件在汽车地面力学研究中的应用 217

一、ANSYS软件在轮胎与刚性路面相互作用的三维非线性有限元分析中的应用 217

二、ADINA软件在车轮与松软地面相互作用的三维非线性有限元分析中的应用 221

第二节 汽车与地面相互作用问题的实用有限元软件开发 224

一、单元库的设计 224

二、总刚度阵的存储和求解 225

三、非线性方程组的解法 226

第三节 汽车与地面相互作用问题的有限元网格自动划分生成线法 227

一、有限元网格自动生成的生成系统 227

二、有限元网格自动生成的计算机图形显示及与有限元软件的接口设计 228

三、有限元网格自动生成法的应用 229

第十一章 计算汽车地面力学在沙漠用仿驼蹄轮胎设计中的应用 231

第一节 驼蹄结构及其与沙地之间独特的作用方式 231

一、骆驼特性 231

三、驼蹄与沙地之间独特的作用方式 232

二、驼蹄结构 232

第二节 仿驼蹄轮胎力学模型及其与沙地相互作用的分析 237

一、仿驼蹄轮胎力学模型 237

二、仿驼蹄轮胎力学模型与沙地相互作用的分析 238

三、用有限元计算方法预测仿驼蹄轮胎的牵引性能 240

第三节 仿驼蹄橡胶轮胎的设计与试验 242

一、仿驼蹄橡胶轮胎模型 242

二、仿驼蹄橡胶轮胎参数的确定 242

三、仿驼蹄橡胶轮胎的性能试验 243

参考文献 246