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內容簡介: |
本书的主要内容安排如下:第1章介绍了车辆动力学基础知识,为本书后面的车辆动力学建模提供理论基础。第2章介绍了车辆参数识别方法,为后续车辆建模及动力学仿真提供准确的模型参数。第3章介绍车辆的横向稳定性研究,为车辆侧翻评价提供理论依据。第4章介绍抗侧倾液压互联悬架系统,其中内容包括装有抗侧倾液压互联悬架系统车辆的动力学建模、操纵稳定性和平顺性仿真分析。第5章介绍抗俯仰液压互联悬架系统,内容包括抗俯仰液压互联悬架车辆的动力学建模、制动性和平顺性仿真分析。第6章分别介绍了并联式和X型两种抗侧倾抗俯仰液压互联悬架系统,内容包括两种互联悬架的动力学建模及制动和转弯的复合工况仿真分析。第7章介绍了液压互联悬架系统参数灵敏度分析及优化,内容包括液压互联悬架系统关键参数对车辆响应功率谱和车辆操纵稳定性的影响,*后对液压互联悬架系统进行性能优化。第8章介绍了几种主动半主动液压互联悬架的构型,并针对构型可调式主动液压互联悬架系统和高度可调式半主动液压互联悬架系统进行控制策略研究、控制器设计及动力学仿真分析。第9章分别介绍液压互联悬架系统在客车、SUV车、矿用车和商用车上的工程应用案例。
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關於作者: |
国家千人计划特聘专家,合肥工业大学汽车与交通工程教授、博士生导师,合肥工业大学汽车工程技术研究院院长,清华大学汽车系千人计划双聘教授,主要从事车辆动力学、智能互联油气悬架、传动系统、汽车NVH和新能源汽车技术等研究工作,在其研究领域发表280余篇学术论文,其中SCI论文120余篇,其中近五年一区论文40余篇。主持和承担了澳大利亚国家研究委员会资助的10余项重点研究项目及多项工业界资助项目。从2011年起,在国内主持了两项自然科学基金项目面上项目,一项高铁联合基金项目,一项科技部重大国际合作项目,还和二汽、北汽、宇通客车、南汽、苏州金龙等主机厂合作多项研发课题。担任“International Journal of Powertrains”和“International Journal of Vehicle Performance”两个国际学术期刊的副主编,Frontiers of Mechanical Engineering in China学术期刊编委,中国汽车协会悬架技术分会年会副主任委员,中国自动化协会——车辆控制与智能化专业委员会委员;担任国家人才计划中“千人计划”、“万人计划”、“长江学者”的评审专家。
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目錄:
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序
前言
第1章车辆动力学基础1
11车辆动力学理论建模方法1
111牛顿矢量力学体系建模1
112拉格朗日分析力学体系建模3
12车辆系统动力学软件建模介绍5
121CarSim5
122AMESim5
123Simulink5
13轮胎动力学模型介绍6
131轮胎坐标系及运动参数6
132轮胎模型7
147自由度整车模型9
第2章车辆参数识别方法11
21参数识别方法概述11
22车辆模态参数识别方法13
221SVM方法13
222SSI方法15
23车辆物理参数识别方法19
231最小二乘法19
232矩阵求逆法27
第3章车辆侧翻稳定性动力学31
31车辆静态侧翻研究31
32车辆动态侧翻研究35
321汽车动态侧翻稳定性试验35
322汽车侧翻稳定性指标37
33车辆动力学模型40
331模型概述40
332运动学分析41
333动力学分析42
34基于能量法的侧翻稳定性评价方法44
341侧翻研究的能量方法44
342侧翻能量阈值及实时侧翻能量46
343能量稳定指标47
344能量方法验证47
第4章整车多刚体系统运动状态
模态能量法54
41整车各子系统能量分析法56
42整车各阶子系统模态能量比57
421多体系统总能量58
422各阶子系统相对运动能量比值58
43模态能量法应用的仿真实例59
431道路颠簸和坑洞59
432转向制动联合仿真60
433操纵稳定性仿真62
434越野工况仿真64
44各子系统运动能量比的在线识别66
441基于LSTM分类神经网络的模态
能量法66
442减速带工况68
443制动转向联合工况69
第5章抗侧倾液压互联悬架系统72
51抗侧倾液压互联悬架系统概述73
52抗侧倾液压互联悬架系统结构介绍及
功能分析73
53抗侧倾液压互联悬架系统动力学
模型75
531抗侧倾液压互联悬架系统准静态
刚度模型76
532抗侧倾液压互联悬架系统
频域模型78
533抗侧倾液压互联悬架系统
时域模型82
534SimulinkCarSimAMESim联合
仿真模型86
54抗侧倾液压互联悬架系统
车辆仿真分析87
541蛇行试验仿真87
542双移线试验仿真87
543鱼钩试验仿真88
544异步正弦激励仿真91
第6章抗俯仰液压互联悬架系统93
61抗俯仰液压互联悬架系统概述93
62抗俯仰液压互联悬架系统结构设计及
功能分析94
63抗俯仰液压互联悬架系统动力学
模型95
631抗俯仰液压互联悬架系统
频域模型97
632抗俯仰液压互联悬架系统
时域模型99
64抗俯仰液压互联悬架系统车辆制动性
仿真分析100
65抗俯仰液压互联悬架系统车辆平顺性
仿真分析101
第7章抗侧倾抗俯仰液压互联
悬架系统104
71抗侧倾抗俯仰液压互联悬架系统结构
设计及功能分析104
711抗侧倾抗俯仰液压互联悬架系统
结构概述104
712抗侧倾抗俯仰液压互联悬架系统
功能分析104
72抗侧倾抗俯仰液压互联悬架系统
动力学建模106
721并联式液压互联悬架系统
动力学建模106
722交叉式液压互联悬架系统
动力学建模106
73静态分析110
731并联式液压互联悬架静态刚度
特性分析110
732并联式液压互联悬架静态阻尼
特性分析110
74交叉式液压互联悬架模态分析112
75动态分析113
751装有RPITIS悬架系统车辆的
动态分析113
752装有交叉式液压互联悬架系统车辆的
动态分析116
第8章液压互联悬架系统参数
灵敏度分析120
81HIS系统关键参数对车辆频响
特性的影响120
811车辆响应谱公式推导120
812HIS系统关键参数对车辆响应谱的
影响123
82HIS系统关键参数对车辆操纵稳定性的
影响130
82111自由度整车动力学耦合
模型130
822HIS系统关键参数对车辆响应的
影响133
第9章主动半主动液压互联悬架
系统138
91主动半主动液压互联悬架系统
介绍138
92高度可调式半主动液压互联悬架
系统140
921车身高度调整悬架结构设计与参数
匹配140
922车身高度调整控制器设计143
923车身高度调整仿真分析148
93主动抗侧倾液压互联悬架系统149
931主动抗侧倾HIS结构设计149
932主动抗侧倾HIS控制器设计150
933主动抗侧倾HIS仿真分析153
第10章液压互联悬架系统的工程
应用案例159
101概述159
102抗侧倾液压互联悬架系统的工程
应用案例159
1021传统悬架客车工程应用案例159
1022空气悬架客车工程应用案例163
1023SUV工程应用案例165
1024商用车工程应用案例168
1025军用车辆工程应用案例171
103抗俯仰液压互联悬架系统的
工程应用案例173
参考文献175
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內容試閱:
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随着汽车技术的发展,人们对汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性提出了越来越高的要求。出于经济性考虑,现代汽车行业内的多数车型采用的是由悬架弹簧、横向稳定杆和减振器所组成的传统悬架。传统悬架受限于高度耦合的动力学结构和不可调节的KC特性参数,难以同时满足汽车平顺性和操纵稳定性的复杂要求。为克服上述局限,国内外研究专家提出了许多新型被动悬架系统、半主动悬架系统和主动悬架系统。在众多悬架系统中,由液压缸、蓄能器和阻尼阀组成的液压互联悬架系统通过液压管路的不同互联方式,可实现针对车辆某些特定运动模态的刚度和阻尼解耦。相较于传统悬架,液压互联悬架系统能更好地平衡汽车操纵稳定性和平顺性对悬架设计的矛盾需求。
虽然有关车辆动力学、主动半主动悬架方面的专著已经很多,但是还没有一本关于液压互联悬架研究的专著。本书整理了作者及研究团队多年来在车辆动力学和液压互联悬架系统上所取得的主要成果,系统性地介绍了被动液压互联悬架系统、半主动和主动液压互联悬架系统的动力学建模与仿真,以及被动液压互联悬架在工程上的应用。
全书共10章,第1~4章的内容属于车辆动力学部分,介绍了车辆动力学建模基本方法、车辆模态参数和物理参数识别方法、车辆动态侧翻动力学模型及侧翻稳定性评价方法、整车多刚体系统的模态能量法,这些内容为后续章节安装液压互联悬架系统车辆的动力学仿真分析奠定了基础。第5~9章的内容属于新型悬架(液压互联悬架)理论部分,第5~7章介绍了抗侧倾液压互联悬架系统、抗俯仰液压互联悬架系统和抗侧倾抗俯仰液压互联悬架系统的动力学建模及仿真分析;第8章介绍了液压互联悬架系统参数灵敏度分析;第9章介绍了主动半主动液压互联悬架系统的控制器设计及动力学仿真分析,这些内容为液压互联悬架的工程应用提供了理论基础。第10章内容属于液压互联悬架系统的工程应用案例,介绍了液压互联悬架系统在客车、运动型多用途汽车、商用车和军用车等车型上的应用。
作者在此感谢合肥工业大学资助出版此专著,感谢所有为本书做出贡献的人,感谢澳大利亚伍伦贡大学杜海平教授,上海交通大学董广明副研究员,悉尼科技大学的Wade Smith博士、王立夫博士和徐光中博士,湖南大学的黄明亮和王金刚,他们为本书素材整理提供了大量建议和帮助。特别感谢湖南大学的陈盛钊博士、章杰博士、綦衡敏、吴洋和谭博欢,以及合肥工业大学陈桐对部分文字内容的校对工作。
由于作者的学识和水平有限,书中难免存在不妥之处,恳请广大读者指正。
张农2020年4月
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