车辆行驶动力学理论及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1车辆行驶动力学的研究内容及现状 1

1.1.1路面随机激励的研究 2

1.1.2车辆行驶动力学建模及分析方法 4

1.2车辆非平稳行驶动力学问题 7

1.2.1车辆非平稳行驶动力学 7

1.2.2车辆非平稳行驶动力学研究方法 8

1.2.3车辆非平稳响应的时频分析 10

1.2.4车辆非平稳行驶动力学控制 10

第2章 随机振动的统计描述 11

2.1随机振动 11

2.1.1随机振动 11

2.1.2随机振动特点 11

2.2随机变量及数字特征 11

2.2.1随机变量的分布函数和概率密度函数 12

2.2.2随机变量数字特征 12

2.3随机过程及数字特征 15

2.3.1随机过程的基本概念 15

2.3.2随机过程的概率分布和概率密度 16

2.3.3随机过程的数字特征 17

2.4随机过程的相关分析 19

2.4.1相关系数及其意义 20

2.4.2自相关函数的性质 21

2.4.3互相关函数及其性质 22

2.5平稳随机过程和各态历经过程 23

2.5.1平稳随机过程 23

2.5.2各态历经随机过程 24

2.6随机振动的频率特征 25

2.6.1傅里叶级数及频谱分析 25

2.6.2傅里叶变换及性质 27

2.6.3功率谱密度函数（PSD） 31

2.6.4窄带与宽带随机过程 33

2.6.5互谱密度与相干函数 36

第3章 线性系统动态特性及响应统计特性 37

3.1随机振动的分类 37

3.1.1按自由度分 37

3.1.2按统计特征分 37

3.1.3按系统本身特性分 38

3.1.4按频谱特征分 38

3.2频率响应函数 38

3.3脉冲响应函数及其与频响函数关系 39

3.3.1脉冲响应函数 39

3.3.2单自由度有阻尼系统的脉冲响应函数 40

3.3.3脉冲响应函数及其与频响函数关系 41

3.4系统在任意输入下的响应 41

3.5多自由度系统频响函数矩阵 42

3.6多自由度系统脉冲响应函数矩阵（实模态分析） 42

3.7系统输入、输出统计关系 43

3.7.1单自由度系统 43

3.7.2多自由度系统统计量及关系 45

3.8多自由度系统的时域方法 50

第4章 路面随机输入的时频模型 52

4.1路面不平度的频域统计特性 52

4.1.1路面不平度的功率谱密度 52

4.1.2时间频率功率谱密度Gq（f） 53

4.1.3路面对两轮的输入功率谱密度 54

4.1.4路面对四轮的输入功率谱密度 55

4.1.5四轮相关随机输入通用频域模型 56

4.2路面不平度的时域模型 57

4.2.1单轮输入路面时域模型 57

4.2.2前后两轮输入的路面模型 58

4.2.3左右轮相关的时域模型 59

4.2.4四轮相关路面随机输入的状态方程 59

4.3路面随机输入模拟实例与分析 60

第5章 车辆行驶动力学分析 63

5.1车辆振动系统的简化 63

5.1.1空间车辆模型 63

5.1.2平面模型 64

5.1.3车身与车轮两个自由度振动系统 64

5.1.4单自由度车辆模型 66

5.2车身与车轮双质量系统的振动 66

5.2.1振动微分方程、振动偏频与主频 66

5.2.2双质量系统的传递特性 67

5.2.3系统振动响应均方根值 68

5.2.4系统参数对振动响应的影响 69

5.3双轴汽车振动及前后悬架固有频率的匹配 72

5.3.1无阻尼自由振动运动方程 72

5.3.2前后悬架固有频率匹配 73

5.4整车八自由度（DOF）振动时频分析 76

5.4.1整车振动模型的建立 76

5.4.2四轮相关路面输入模型 78

5.4.3系统响应的求解方法 78

5.4.4实例分析 78

5.5汽车悬架系统参数的优化 82

第6章 车辆非线性行驶动力学 88

6.1车辆非线性弹性、阻尼特性 88

6.1.1弹性元件的非线性 88

6.1.2阻尼元件的非线性 89

6.2单自由度系统的统计线性化 90

6.3多自由度系统的统计线性化 92

6.4整车非线性随机振动应用实例 93

6.4.1整车模型简化 93

6.4.2悬架非线性特性 94

6.4.3整车振动微分方程 95

6.4.4统计线性化分析实例及与时域方法比较 97

6.5摄动法 98

6.6多自由度非线性系统的时域方法 100

6.6.1多自由度非线性系统的时域方法 100

6.6.2悬架非线性参数时域优化 101

第7章 车辆非平稳行驶动力学 110

7.1非平稳随机振动的频域方法 110

7.1.1双谱法 110

7.1.2非平稳随机振动的演变谱分析 114

7.2瞬态空间频响函数法 117

7.2.1车辆非平稳振动系统的特征 117

7.2.2时间频率响应函数 117

7.2.3瞬态空间频率响应函数 118

7.2.4瞬态空间功率谱密度函数 119

7.2.5方法验证及实例分析 119

7.3空间演变谱分析 124

7.3.1车辆在空间域内的运动微分方程 124

7.3.2空间域内的演变谱 125

7.4非平稳响应的时域法 126

7.4.1单轮路面非平稳随机输入的建模 126

7.4.2两轮路面非平稳随机输入的建模 127

7.4.3四轮相关路面非平稳随机输入 128

7.4.4路面模拟实例与分析 131

7.4.5非平稳响应的时域方法 133

7.5协方差等效法 135

7.6车辆非平稳信号的时频分析 135

7.6.1维格纳分布（WD）的基本理论 136

7.6.2伪维格纳分布（PWD）类型及计算机实现步骤 137

7.6.3交叉项的产生 139

7.6.4 WD谱在车辆非平稳振动分析中的应用 139

7.7车辆非平稳振动的极大熵谱分析 142

7.7.1极大熵谱估计（MESE ）法 142

7.7.2汽车非匀速行驶时的道路实验及熵谱分析 145

第8章 车辆行驶动力学的多体动力学分析 150

8.1多体系统动力学方程 150

8.1.1多体刚体动力学方程 150

8.1.2多柔体系统动力学方程 152

8.2多体动力学软件介绍 155

8.2.1 ADAMS软件 155

8.2.2 SIMPACK软件简介 156

8.3悬架系统中橡胶件的静、动态特性 156

8.3.1橡胶元件的特点 157

8.3.2橡胶元件力学模型 157

8.3.3橡胶件材料特性参数确定 159

8.3.4橡胶件弹性特性有限元分析 161

8.4悬架橡胶件对汽车平顺性影响的多体动力学分析 167

8.4.1整车平顺性分析多体动力学模型 167

8.4.2路面激励 174

8.4.3平顺性仿真和试验验证 176

8.5悬架构件柔性对汽车平顺性的影响分析 177

8.5.1整车刚柔耦合模型 177

8.5.2整车平顺性仿真分析 182

8.6车架柔性对汽车平顺性的影响分析 185

8.6.1车架模态分析 185

8.6.2柔体车身模型的建立 188

8.6.3整车刚柔耦合模型的建立 189

8.6.4仿真的结果及分析 190

第9章 车辆主动、半主动悬架控制 194

9.1车辆主动、半主动悬架 194

9.2悬架系统最优控制 195

9.2.1车辆稳态行驶悬架系统最优控制 195

9.2.2车辆非平稳行驶状态悬架系统控制 200

第10章 随机疲劳分析 206

10.1可靠性与失效 206

10.1.1可靠性及可靠性函数 206

10.1.2瞬时失效率 207

10.2一次寿命的可靠性分析 209

10.2.1穿过特定值的次数 209

10.2.2一次性失效的寿命 211

10.2.3窄带随机振动的一次性寿命分析 212

10.3零件随机疲劳破坏寿命估计 214

10.3.1累积损伤寿命 214

10.3.2窄带随机疲劳损伤寿命 215

10.3.3宽带随机疲劳损伤寿命 216

第11章 车辆随机振动试验及平顺性评价 218

11.1汽车行驶平顺性道路试验 218

11.1.1试验准备 218

11.1.2试验结果分析 219

11.2车辆随机振动的室内试验 222

11.2.1室内道路模拟的目的 222

11.2.2室内道路模拟方法 223

11.2.3室内随机振动复现的等价条件 224

11.3车辆行驶平顺性的评价 225

11.3.1人体对振动的反应及平顺性的评价方法 225

11.3.2综合振动舒适度评价方法 228

11.3.3汽车平顺性的时域评价 231

参考文献 237