汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、研究?jī)?nèi)容與評(píng)價(jià)指標(biāo) 研究?jī)?nèi)容與評(píng)價(jià)指標(biāo) 1、縱向動(dòng)力學(xué) 2、垂向(行駛)動(dòng)力學(xué) 3、橫向(操縱)動(dòng)力學(xué) 動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性，安全性：制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、 操縱穩(wěn)定性、被動(dòng)安全性，舒適性：平順性、NVH，機(jī)動(dòng)性：通過能力， 可靠性、耐久性 主要內(nèi)容 主要內(nèi)容 緒論： 基礎(chǔ)知識(shí)：輪胎力學(xué) 縱向動(dòng)力學(xué)：動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性 垂向動(dòng)力學(xué)：平順性 側(cè)向動(dòng)力學(xué)：操縱穩(wěn)定性 車輛計(jì)算機(jī)仿真： 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－1：概述 ：概述1、汽車

2、動(dòng)力學(xué)概述 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)概述、歷史回顧、研究?jī)?nèi)容和范圍、汽車特性和設(shè)計(jì)方法、汽車動(dòng)力學(xué)術(shù)語、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)、汽車動(dòng)力學(xué)發(fā)展 趨勢(shì) 2、汽車動(dòng)力學(xué)建模方法 動(dòng)力學(xué)方程的建立方法、非完整系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－2：汽車空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) ：汽車空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)汽車空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)、空氣的特性、伯努利方程、壓力分布和壓力系數(shù)、實(shí)際氣流特性、空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)、汽車空氣阻 力 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－3：汽車縱向動(dòng)力學(xué)

3、 ：汽車縱向動(dòng)力學(xué)汽車縱向動(dòng)力學(xué) 縱向動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng) 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng) 動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)分析 扭振系統(tǒng)的激振源、扭振系統(tǒng)模型與分析、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的減震措施 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－4：輪胎動(dòng)力學(xué) ：輪胎動(dòng)力學(xué)+操縱 操縱5、充氣輪胎動(dòng)力學(xué) 輪胎的功效、結(jié)構(gòu)與發(fā)展、輪胎模型、輪胎縱向力學(xué)特性、輪胎垂向力學(xué)特性、輪胎側(cè)向力學(xué)特性、汽車橫向動(dòng)力學(xué)、 二自由度操縱模型 6、考慮車身側(cè)傾的 3 自由度運(yùn)動(dòng)

4、模型 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動(dòng)分析、輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－5：垂向動(dòng)力學(xué) ：垂向動(dòng)力學(xué)7、汽車垂向動(dòng)力學(xué) 路面輸入及其模型、路面測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)處理、路面輸入模型、特殊路面輸入、人體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)與平順性標(biāo)準(zhǔn)、汽車 振動(dòng)模型 8、智能懸架系統(tǒng) 車身高度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、自適應(yīng)阻尼調(diào)節(jié)系統(tǒng)、可切換阻尼系統(tǒng)、全主動(dòng)系統(tǒng)、有限帶寬主動(dòng)系統(tǒng)、連續(xù)可變阻尼的半主動(dòng) 懸架、各類懸架系統(tǒng)的性能比較、主動(dòng)懸架控制算法介紹 章節(jié)主要內(nèi)容－

5、章節(jié)主要內(nèi)容－7：動(dòng)力學(xué)分析方法 ：動(dòng)力學(xué)分析方法9、計(jì)算機(jī)建模與仿真 汽車動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法與軟件 、基于 MATLAB 的汽車動(dòng)力學(xué)仿真 、應(yīng)用 ADAMS 軟件的多體動(dòng)力學(xué)分析 歷史回顧 歷史回顧 車輛動(dòng)力學(xué)是近代發(fā)展的新興學(xué)科，大體分以下階段： 階段一（1900——20 世紀(jì)年代初期）：最早有關(guān)車輛行駛振動(dòng)分析 階段二（30 年代初期 ——1952 年）：簡(jiǎn)單的輪胎力學(xué)，建立了簡(jiǎn)單的兩自由度操縱動(dòng)力學(xué)方程； 階段三（1952 年

6、以后）：對(duì)輪胎側(cè)向動(dòng)力學(xué)、獨(dú)立懸架等有了新的認(rèn)識(shí) 階段四（90 年代以后）： 新技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)提高，使車輛動(dòng)力學(xué)出現(xiàn)了百花齊放的局面 階段一（ 階段一（19--20 世紀(jì) 世紀(jì) 30 年代初） 年代初）主要工作： 主要工作： 最早的有關(guān)車輛行駛振動(dòng)分析的理論研究可追溯到 1900 年。20 世紀(jì) 20 年代，人們對(duì)車輛行駛中的振動(dòng)問題開始有了一 些初步的了解；對(duì)于車輛動(dòng)態(tài)性能經(jīng)驗(yàn)性觀察，注意到車輪擺振問題；認(rèn)識(shí)到乘坐舒適性是車輛性能的

7、一個(gè)重要方面； 零星出現(xiàn)了提高車輛行駛性能的方法，但效果微小。系統(tǒng)雖是由多種元素組成，但系統(tǒng)的性能不是各元素性能的簡(jiǎn)單組合，而是相互影響的，所以這種組合使系統(tǒng)的整體功 能獲得新的內(nèi)容，具有更高的價(jià)值。例如一輛汽車是由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、車輪、車身、操縱系統(tǒng)組成。單由發(fā)動(dòng)機(jī)只能 發(fā)出動(dòng)力，不會(huì)自己行走，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)裝在具有車輪的汽車底盤上，就會(huì)成為可以行走的汽車，成為一種交通工具，其 功能就與一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)大不相同。由此可見，研究系統(tǒng)特性應(yīng)從整體的

8、觀點(diǎn)來看，系統(tǒng)的性能是由其整體性能為代表，而 不是由某一元素所能代替的。 系統(tǒng)具有目的性 系統(tǒng)具有目的性 主要針對(duì)人工設(shè)計(jì)系統(tǒng)。指人工系統(tǒng)為了某一個(gè)大目的而構(gòu)成。目的不同，系統(tǒng)的構(gòu)成也不同。例如，貨車的功能就是 為了運(yùn)輸貨物，必須有貨箱，而客車則是為了運(yùn)輸乘客，車廂內(nèi)必須有供乘客使用的座椅，運(yùn)輸貨物則退居次要位置或 取消。所以，在設(shè)計(jì)中必須研究系統(tǒng)的整體目的，才能正確選擇各元素的構(gòu)成。 系統(tǒng)具有功能共性 系統(tǒng)具有功能共性 系統(tǒng)中存在著物

9、質(zhì)、能量和信息的流動(dòng)，并與外界（環(huán)境）進(jìn)行物質(zhì)、能量和信息的交流，即可以從外界環(huán)境向系統(tǒng)輸 入或從系統(tǒng)向外界環(huán)境輸出物質(zhì)、能量和信息。這是任何系統(tǒng)都具有的功能， 稱為系統(tǒng)的功能共性。 如汽車系統(tǒng)中把燃料的燃燒熱能轉(zhuǎn)換為汽車的行 駛動(dòng)能，在這一過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)吸收氧氣，而排 除廢氣。該過程即有 能量的交流，也有物質(zhì)交流。 系統(tǒng)輸入輸出 系統(tǒng)輸入輸出 系統(tǒng)與外界環(huán)境同樣存在著物質(zhì)、能量和 信息的交流，從環(huán)境向系統(tǒng)的流動(dòng)稱為系 統(tǒng)的輸入，從系統(tǒng)

10、向環(huán)境的流動(dòng)成為系統(tǒng) 統(tǒng)的輸出，它可以用框圖來表示研究任務(wù) 研究任務(wù) 在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究，從三者之間的關(guān)系可引出三個(gè)不同的任務(wù) 在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究，從三者之間的關(guān)系可引出三個(gè)不同的任務(wù) 1.已知輸入和設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特性，使得它的輸出滿足一定的要求，這樣的任務(wù)可稱為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所謂優(yōu)化，就是把一定的 輸入通過選擇系統(tǒng)的特性成為最優(yōu)化的輸出； 2.如已知輸入和輸出來研究系統(tǒng)的特性，這樣的任務(wù)叫系統(tǒng)識(shí)別； 3.如已知系統(tǒng)的特性和輸出來研究輸入則稱

11、為環(huán)境預(yù)測(cè)，例如對(duì)一振動(dòng)已知的汽車，測(cè)定它在某一路面上行駛時(shí)所得的振 動(dòng)響應(yīng)值（如車身上的振動(dòng)加速度） ，則可以判斷路面對(duì)汽車的輸入特性，從而了解到路面的不平特性。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)定義 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)定義 根據(jù)美國著名學(xué)者緒方勝彥的定義：“討論 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和響應(yīng)的學(xué)科” 。 汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：把車輛看作是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其行為進(jìn)行研究，討論其數(shù)學(xué)模型和響應(yīng)。 汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：把車輛看作是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，對(duì)其行為進(jìn)行研究，討論其數(shù)學(xué)模型和響應(yīng)。

12、 經(jīng)典的車輛動(dòng)力學(xué)主要研究一輛車輛受到各種力時(shí)其相互作用和由此產(chǎn)生的各種動(dòng)態(tài)工況，并討論這些動(dòng)態(tài)工況及其變 化對(duì)使用性能的影響。 不足之處是討論的外界力都是理想化了的，模型也過于簡(jiǎn)單。 而車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)也研究車輛的受力與運(yùn)動(dòng)，但把車輛看作置于真實(shí)環(huán)境中的一個(gè)系統(tǒng)，并研究環(huán)境，如路面不平整 度、土壤物理性質(zhì)、車密度、氣流及風(fēng)向?qū)囕v系統(tǒng)的作用，把它們看作是系統(tǒng)的輸入，而把車輛系統(tǒng)對(duì)這些輸入的響 應(yīng)看作是輸出。 為了確定輸入與輸出之間的關(guān)系

13、就要研究由車輛結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)所決定的傳遞特性，亦稱動(dòng)態(tài)特性，并使這種動(dòng)態(tài)特性 適應(yīng)預(yù)定的要求。 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與經(jīng)典動(dòng)力學(xué)不同之處 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與經(jīng)典動(dòng)力學(xué)不同之處就在于：系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)要對(duì)系統(tǒng)所處環(huán)境進(jìn)行研究，并找出其特性， 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)要對(duì)系統(tǒng)所處環(huán)境進(jìn)行研究，并找出其特性，如路面不平整特 性、空氣動(dòng)力特性等即是，在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，這是第一點(diǎn)不同。 在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境下進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析

14、，這是第一點(diǎn)不同。車輛作為一種現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸工具，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，功能不斷擴(kuò)大，社會(huì)保有量激增，車速日益不斷提 高，在高速工況下對(duì)車輛的操作和控制的要求也越來越嚴(yán)，因?yàn)樵诟咚偾闆r下，駕駛員稍有不慎，車輛將偏離預(yù)定行駛 軌跡，“差之毫厘，失之千里”，很容易引起交通事故，所以要求車輛的可控性幾乎和一個(gè)控制系統(tǒng)的要求一樣。因此， 在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中把車輛看成是控制系統(tǒng)來進(jìn)行分析，這是與經(jīng)典車輛動(dòng)力學(xué)的第二個(gè)不同點(diǎn)。 在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)中把車輛

15、看成是控制系統(tǒng)來進(jìn)行分析，這是與經(jīng)典車輛動(dòng)力學(xué)的第二個(gè)不同點(diǎn)。?動(dòng)力、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、主動(dòng)半主動(dòng)式懸架系統(tǒng)、電子防抱系統(tǒng)等都是比較典型的控制系統(tǒng)，應(yīng)用現(xiàn)代控制理論來研究其系統(tǒng) 動(dòng)態(tài)特性。 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第三個(gè)特點(diǎn)是把駕駛員作為一個(gè)主動(dòng)因素考慮到車輛系統(tǒng)中去組成一個(gè)人一車系統(tǒng)來加以研究。在此 是把駕駛員作為一個(gè)主動(dòng)因素考慮到車輛系統(tǒng)中去組成一個(gè)人一車系統(tǒng)來加以研究。在此基礎(chǔ)上，將要利用人體工程學(xué) 基礎(chǔ)上，將要利用人體工程學(xué)(

16、工效學(xué) 工效學(xué))的知識(shí)來研究車輛系統(tǒng)的工程技術(shù)設(shè)計(jì)如何適應(yīng)于人的作用，從而使系統(tǒng)工作效能 的知識(shí)來研究車輛系統(tǒng)的工程技術(shù)設(shè)計(jì)如何適應(yīng)于人的作用，從而使系統(tǒng)工作效能最高。 最高。 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的第四個(gè)特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，研究系統(tǒng)間的相互作用 是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，研究系統(tǒng)間的相互作用。眾所周知，車輛可分成若干個(gè)子系統(tǒng)， 如傳動(dòng)系、轉(zhuǎn)向系、懸架系等。這些系統(tǒng)在車輛運(yùn)動(dòng)過程中是相互影響、相互制約的，但在經(jīng)典動(dòng)力學(xué)中，