汽車系統(tǒng)動力學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、研究內(nèi)容與評價指標(biāo) 研究內(nèi)容與評價指標(biāo) 1、縱向動力學(xué) 2、垂向(行駛)動力學(xué) 3、橫向(操縱)動力學(xué) 動力性、燃油經(jīng)濟性，安全性：制動、驅(qū)動、 操縱穩(wěn)定性、被動安全性，舒適性：平順性、NVH，機動性：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：輪胎力學(xué) 縱向動力學(xué)：動力性、經(jīng)濟性、制動性 垂向動力學(xué)：平順性 側(cè)向動力學(xué)：操縱穩(wěn)定性 車輛計算機仿真： 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、動力學(xué)概述 系統(tǒng)動力學(xué)概述、歷史回顧、研究內(nèi)容和范圍、汽車特性和設(shè)計方法、汽車動力學(xué)術(shù)語、標(biāo)準和法規(guī)、汽車動力學(xué)發(fā)展 趨勢 2、汽車動力學(xué)建模方法 動力學(xué)方程的建立方法、非完整系統(tǒng)動力學(xué)、多體系統(tǒng)動力學(xué)方法 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－2：汽車空氣動力學(xué)基礎(chǔ) ：汽車空氣動力學(xué)基礎(chǔ)汽車空氣動力學(xué)基礎(chǔ)、空氣的特性、伯努利方程、壓力分布和壓力系數(shù)、實際氣流特性、空氣動力學(xué)試驗、汽車空氣阻 力 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－3：汽車縱向動力學(xué)

3、 ：汽車縱向動力學(xué)汽車縱向動力學(xué) 縱向動力學(xué)控制系統(tǒng) 防抱死制動系統(tǒng)、驅(qū)動力控制系統(tǒng)、車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng) 動力傳動系統(tǒng)的振動分析 扭振系統(tǒng)的激振源、扭振系統(tǒng)模型與分析、動力傳動系統(tǒng)的減震措施 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－4：輪胎動力學(xué) ：輪胎動力學(xué)+操縱 操縱5、充氣輪胎動力學(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 自由度運動

4、模型 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動分析、輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 章節(jié)主要內(nèi)容－ 章節(jié)主要內(nèi)容－5：垂向動力學(xué) ：垂向動力學(xué)7、汽車垂向動力學(xué) 路面輸入及其模型、路面測量技術(shù)與數(shù)據(jù)處理、路面輸入模型、特殊路面輸入、人體對振動的反應(yīng)與平順性標(biāo)準、汽車 振動模型 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)、全主動系統(tǒng)、有限帶寬主動系統(tǒng)、連續(xù)可變阻尼的半主動 懸架、各類懸架系統(tǒng)的性能比較、主動懸架控制算法介紹 章節(jié)主要內(nèi)容－

5、章節(jié)主要內(nèi)容－7：動力學(xué)分析方法 ：動力學(xué)分析方法9、計算機建模與仿真 汽車動力學(xué)計算方法與軟件 、基于 MATLAB 的汽車動力學(xué)仿真 、應(yīng)用 ADAMS 軟件的多體動力學(xué)分析 歷史回顧 歷史回顧 車輛動力學(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 世紀年代初期）：最早有關(guān)車輛行駛振動分析 階段二（30 年代初期 ——1952 年）：簡單的輪胎力學(xué)，建立了簡單的兩自由度操縱動力學(xué)方程； 階段三（1952 年

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

7、一個重要方面； 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，具有更高的價值。例如一輛汽車是由發(fā)動機、傳動系、車輪、車身、操縱系統(tǒng)組成。單由發(fā)動機只能 發(fā)出動力，不會自己行走，但當(dāng)發(fā)動機裝在具有車輪的汽車底盤上，就會成為可以行走的汽車，成為一種交通工具，其 功能就與一臺發(fā)動機大不相同。由此可見，研究系統(tǒng)特性應(yīng)從整體的

8、觀點來看，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 主要針對人工設(shè)計系統(tǒng)。指人工系統(tǒng)為了某一個大目的而構(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 為了運輸貨物，必須有貨箱，而客車則是為了運輸乘客，車廂內(nèi)必須有供乘客使用的座椅，運輸貨物則退居次要位置或 取消。所以，在設(shè)計中必須研究系統(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，并與外界（環(huán)境）進行物質(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 駛動能，在這一過程中，發(fā)動機吸收氧氣，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)的流動稱為系 統(tǒng)的輸入，從系統(tǒng)

10、向環(huán)境的流動成為系統(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)動力學(xué)研究，從三者之間的關(guān)系可引出三個不同的任務(wù) 在系統(tǒng)動力學(xué)研究，從三者之間的關(guān)系可引出三個不同的任務(wù) 1.已知輸入和設(shè)計系統(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。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，例如對一振動已知的汽車，測定它在某一路面上行駛時所得的振 動響應(yīng)值（如車身上的振動加速度） ，則可以判斷路面對汽車的輸入特性，從而了解到路面的不平特性。系統(tǒng)動力學(xué)定義 系統(tǒng)動力學(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)動力學(xué)：把車輛看作是一個動態(tài)系統(tǒng)，對其行為進行研究，討論其數(shù)學(xué)模型和響應(yīng)。 汽車系統(tǒng)動力學(xué)：把車輛看作是一個動態(tài)系統(tǒng)，對其行為進行研究，討論其數(shù)學(xué)模型和響應(yīng)。

12、 經(jīng)典的車輛動力學(xué)主要研究一輛車輛受到各種力時其相互作用和由此產(chǎn)生的各種動態(tài)工況，并討論這些動態(tài)工況及其變 化對使用性能的影響。 不足之處是討論的外界力都是理想化了的，模型也過于簡單。 而車輛系統(tǒng)動力學(xué)也研究車輛的受力與運動，但把車輛看作置于真實環(huán)境中的一個系統(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)計參數(shù)所決定的傳遞特性，亦稱動態(tài)特性，并使這種動態(tài)特性 適應(yīng)預(yù)定的要求。 車輛系統(tǒng)動力學(xué) 車輛系統(tǒng)動力學(xué) 系統(tǒng)動力學(xué)與經(jīng)典動力學(xué)不同之處 系統(tǒng)動力學(xué)與經(jīng)典動力學(xué)不同之處就在于：系統(tǒng)動力學(xué)要對系統(tǒng)所處環(huán)境進行研究，并找出其特性， 系統(tǒng)動力學(xué)要對系統(tǒng)所處環(huán)境進行研究，并找出其特性，如路面不平整特 性、空氣動力特性等即是，在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)在真實環(huán)境下進行動態(tài)分析，這是第一點不同。 在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)在真實環(huán)境下進行動態(tài)分析

14、，這是第一點不同。車輛作為一種現(xiàn)代化的交通運輸工具，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，功能不斷擴大，社會保有量激增，車速日益不斷提 高，在高速工況下對車輛的操作和控制的要求也越來越嚴，因為在高速情況下，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控制系統(tǒng)的要求一樣。因此， 在系統(tǒng)動力學(xué)中把車輛看成是控制系統(tǒng)來進行分析，這是與經(jīng)典車輛動力學(xué)的第二個不同點。 在系統(tǒng)動力學(xué)中把車輛

15、看成是控制系統(tǒng)來進行分析，這是與經(jīng)典車輛動力學(xué)的第二個不同點。?動力、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、主動半主動式懸架系統(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) 動態(tài)特性。 車輛系統(tǒng)動力學(xué)的 車輛系統(tǒng)動力學(xué)的第三個特點是把駕駛員作為一個主動因素考慮到車輛系統(tǒng)中去組成一個人一車系統(tǒng)來加以研究。在此 是把駕駛員作為一個主動因素考慮到車輛系統(tǒng)中去組成一個人一車系統(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))的知識來研究車輛系統(tǒng)的工程技術(shù)設(shè)計如何適應(yīng)于人的作用，從而使系統(tǒng)工作效能 的知識來研究車輛系統(tǒng)的工程技術(shù)設(shè)計如何適應(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)動力學(xué)的 車輛系統(tǒng)動力學(xué)的第四個特點是強調(diào)系統(tǒng)之間的聯(lián)系，研究系統(tǒng)間的相互作用 是強調(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，車輛可分成若干個子系統(tǒng)， 如傳動系、轉(zhuǎn)向系、懸架系等。這些系統(tǒng)在車輛運動過程中是相互影響、相互制約的，但在經(jīng)典動力學(xué)中，