《車輛行駛動力學(xué)理論及應(yīng)用》是在作者多年教學(xué)和科研工作基礎(chǔ)上撰寫而成的。編寫特點一是系統(tǒng)性強,既包括了基礎(chǔ)理論,如隨機振動、多體動力學(xué)基礎(chǔ)、路面模型等,同時也涵蓋了隨機振動試驗和隨機疲勞問題。二是反映了車輛行駛動力學(xué)的現(xiàn)代方法,如考慮部件彈性的多體動力學(xué)分析以及懸架的控制分析等!盾囕v行駛動力學(xué)理論及應(yīng)用》在介紹理論的同時結(jié)合應(yīng)用實例,有助于讀者的全面理解,具有很強的實用性。
第1章 緒論
1.1 車輛行駛動力學(xué)的研究內(nèi)容及現(xiàn)狀
1.1.1 路面隨機激勵的研究
1.1.2 車輛行駛動力學(xué)建模及分析方法
1.2 車輛非平穩(wěn)行駛動力學(xué)問題
1.2.1 車輛非平穩(wěn)行駛動力學(xué)
1.2.2 車輛非平穩(wěn)行駛動力學(xué)研究方法
1.2.3 車輛非平穩(wěn)響應(yīng)的時頻分析
1.2.4 車輛非平穩(wěn)行駛動力學(xué)控制
第2章 隨機振動的統(tǒng)計描述
2.1 隨機振動
2.1.1 隨機振動
2.1.2 隨機振動特點
2.2 隨機變量及數(shù)字特征
2.2.1 隨機變量的分布函數(shù)和概率密度函數(shù)
2.2.2 隨機變量數(shù)字特征
2.3 隨機過程及數(shù)字特征
2.3.1 隨機過程的基本概念
2.3.2 隨機過程的概率分布和概率密度
2.3.3 隨機過程的數(shù)字特征
2.4 隨機過程的相關(guān)分析
2.4.1 相關(guān)系數(shù)及其意義
2.4.2 自相關(guān)函數(shù)的性質(zhì)
2.4.3 互相關(guān)函數(shù)及其性質(zhì)
2.5 平穩(wěn)隨機過程和各態(tài)歷經(jīng)過程
2.5.1 平穩(wěn)隨機過程
2.5.2 各態(tài)歷經(jīng)隨機過程
2.6 隨機振動的頻率特征
2.6.1 傅里葉級數(shù)及頻譜分析
2.6.2 傅里葉變換及性質(zhì)
2.6.3 功率譜密度函數(shù)(PSD)
2.6.4 窄帶與寬帶隨機過程
2.6.5 互譜密度與相干函數(shù)
第3章 線性系統(tǒng)動態(tài)特性及響應(yīng)統(tǒng)計特性
3.1 隨機振動的分類
3.1.1 按自由度分
3.1.2 按統(tǒng)計特征分
3.1.3 按系統(tǒng)本身特性分
3.1.4 按頻譜特征分
3.2 頻率響應(yīng)函數(shù)
3.3 脈沖響應(yīng)函數(shù)及其與頻響函數(shù)關(guān)系
3.3.1 脈沖響應(yīng)函數(shù)
3.3.2 單自由度有阻尼系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)
3.3.3 脈沖響應(yīng)函數(shù)及其與頻響函數(shù)關(guān)系
3.4 系統(tǒng)在任意輸入下的響應(yīng)
3.5 多自由度系統(tǒng)頻響函數(shù)矩陣
3.6 多自由度系統(tǒng)脈沖響應(yīng)函數(shù)矩陣(實模態(tài)分析)
3.7 系統(tǒng)輸入、輸出統(tǒng)計關(guān)系
3.7.1 單自由度系統(tǒng)
3.7.2 多自由度系統(tǒng)統(tǒng)計量及關(guān)系
3.8 多自由度系統(tǒng)的時域方法
……
第4章 路面隨機輸入的時頻模型
第5章 車輛行駛動力學(xué)分析
第6章 車輛非線性行駛動力學(xué)
第7章 車輛非平衡行駛動力學(xué)
第8章 車輛行駛動力學(xué)的多體動力學(xué)分析
第9章 車輛主動、半主動懸架控制
第10章 隨機疲勞分析
第11章 車輛隨機振動試驗及平順性評價
對四橋?qū)S闷嚨陌溯喡访孑斎胱V進行了研究,為專用汽車的平順性分析提供了理論基礎(chǔ)。以上頻域模型的相干函數(shù)在空間域Q內(nèi)是不變的,但在實際應(yīng)用時都需要用時間頻率Ω表示,因此不同車型在不同路面上以不同車速行駛時的相干函數(shù)是變化的,因此在實際應(yīng)用時有一定困難。
2.路面時域模型(road surface model iII time domain)
在進行車輛動力響應(yīng)分析和平順性研究中多采用頻域方法,因此相應(yīng)的振動系統(tǒng)輸入也采用頻域路面譜。頻域路面譜在車輛平順性和動力響應(yīng)的研究中發(fā)揮了很大作用。但隨著主動、半主動懸架的出現(xiàn),以及處理系統(tǒng)非線性問題的需要,時域研究日益受到重視。為此,進行時域路面不平度輸人的研究也成為一項重要基礎(chǔ)工作。關(guān)于路面不平度的模擬,國內(nèi)外許多學(xué)者進行了大量研究。主要方法有三角級數(shù)合成法、濾波白噪聲法、AR(ARMA)法、Poisson等,但多數(shù)研究僅考慮單輪輸入和前后輪相關(guān)的兩輪輸入。三角級數(shù)合成法首先由Rice(1944)提出,隨后Shinozuka M發(fā)展了多維過程。文獻[29]、[30]應(yīng)用該方法進行了路面不平度的模擬。三角級數(shù)法是將路面不平度表示成大量具有隨機相位的正弦或余弦之和。三角級數(shù)合成模型適用于模擬具有任意形狀的譜密度的平穩(wěn)隨機過程,該方法的缺點是計算量大。enkins G.M.和Watts D.G(1968)最早應(yīng)用時間系列(AR、ARMA)對隨機過程進行分析,Ventatesan(1981)應(yīng)用ARMA模型研究了飛機著陸時的非平穩(wěn)振動。文獻[33][34]用AR模型建立了路面時域模型,該模型的應(yīng)用有兩種情況,一種是已知路面不平度的實測系列,用最小二乘法擬合AR模型參數(shù),擬合效果較好。另外一種情況是已知路面的功率譜密度,用傅里葉逆變換得到自相關(guān)函數(shù),再根據(jù)Yule-walker·公式得到AR模型的參數(shù)。但在實際的計算中,AR(ARMA)模型并不能保證生成的隨機路面是絕對穩(wěn)定的,要達到穩(wěn)定需滿足其路面不平度擬合方程的系數(shù)特征方程的全部復(fù)數(shù)根都位于單位圓內(nèi)的條件,這在車輛行駛的實際過程中難以保證,這就使得AR模型和ARMA模型在路面模擬的應(yīng)用中受到限制。