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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