汽车拖拉机学II1、至10、章单元作业及答案

第一章单元作业（5分）

底盘各组成部分功用简介?

答:

1.传动系统功用:按一定要求将发动机转矩传递至汽车驱动轮。

2.转向系统功用:控制汽车行驶方向。

3.制动系统功用:使汽车减速或停车,实现驻车制动。

4.行驶系统功用:利用车架将汽车连接为一个整体;支撑整车重量;缓冲减振 ; 使汽车实现

行走等。

第二章单元作业（5分）

液力机械式自动变速器操纵系统主要部件有哪些？主要功用是什么？

答:

液压油泵：把机械能转化为液压能

换档离合器：它用以连接变速器的输入轴，中间轴和行星齿轮传动机构基本构件，并直至变

速器输出轴

换档制动器：常被用来制动行星齿轮传动机构中的某些基本机构，以改变传动组合

主油路调压阀：通常需要在油泵的输出主油路中设置调压阀，用来限制油泵最高输出压力和稳

定油压，以满足主油路不同工况，不同档位对油压力的不同要求，

手控制阀：作用是根据驾驶员的意愿，通过档位选择杆，执行自动变速器中手动换挡位置的改

变，将主油路压力油输送到换挡阀式直接送到执行机构，以实现换档。

第三章单元作业（5分）

主销后倾与主销内倾的相同与不同之处各是什么？

答:

主销后倾和主销内倾均能使汽车拖拉机转向时自动回正，保证直线行驶的稳定性。

所不同的是，主销后倾的回正作用与车速有关，而主销内倾的回正作用与车重有关，与车速无关。

第四章单元作业（5分）

实现车轮转向方式共有几种？分别是什么？

答：总共三种。

一.是靠车辆的轮子相对车身偏转-- 个角度来实现的;

二是靠改变行走装置两侧的驱动力来实现;

三是既改变两侧行走装置的驱动力又使轮子偏转实现。

第五章单元作业（5 分）

制动系统采用传动机构采用双回路制动系统的原因？

答：制动系统采用传动机构采用单一气压回路的制动系统为单回路制动系统，在这种制动系统中，只要有一处损坏而渗漏，则整个制动系统失效。现行的汽车都使用双回路制动系统，

即行车制动系统的气压或液压管路属于两个彼此独立的回路。这样，即使其中一个回路失效，还能利用另一个回路获得比原来较小的制动力。

第六章单元作业（5 分）

液压悬挂装置的工作原理

答：油泵由发动机带动运转，将油箱中的油液不断吸入使形成压力油，流入油缸，当推力足以克服阻力时，便推动并带动提升臂和左右提升杆。使悬挂在上下拉杆上的农机具提升。改变分配器中的主控制阀的位置，农机具的工作状态就会发生变化。如果拨动操纵机构，使主控制阀处于中立位置时，油泵的油流回油箱，邮路被堵，油缸内的油处于封闭状态，于是农机具停止提升并悬制在预定的位置上。如主控制阀处于下降位置时，油泵、油缸均于油箱相通，油在农机具和悬挂装置质量的作用下，受活塞的推压，流回油箱，于是农机具下降。

第七章单元作业（5 分）

简述承载式车身

答：承载式车身的汽车没有刚性车架，只是加强了车头?侧围 ?车尾 ?底板等部位，发动机?前后悬架 ?传动系统的一部分等总成部件装配在车身上设计要求的位置，车身负载通过悬架

装置传给车轮 ?承载式车身除了其固有的乘载功能外，还要直接承受各种负荷力的作用?承载式车身不论在安全性还是在稳定性方面都有很大的提高，它具有质量小?高度低的特点。

第八章单元作业（5 分）

什么叫弹性轮胎的迟滞损失？

答：能量消耗在轮胎各组成部分相互间的摩擦以及橡胶、帘线等物质的分子之间的摩擦，最后转化为热能消失在大气中。这种损失称为弹性轮胎的迟滞损失。

第九章单元作业（30分）

请选用一种车型，用Matlab 画其驱动力曲线，请手写出绘制曲线的分析过程，画图所需的车型的参数、相

关公式等拍照后，连同曲线结果以图片或者附件的形式上传。

绘制的汽车驱动力图如下：

第十章单元作业

1（5分）

简述自动变速器的特点。

答案（: 1）消除了离合器的操作和频繁换档，使驾驶操作简单、省力，提高了行车的安全性。

（2）能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现无级变速，提高了汽车的动力性

和平均车速。

（3）汽车起步、加速更加平稳，能吸收和衰减换档过程中的震动和冲击，提高乘坐的

舒适性。

（4）应采用了液力传动，发动机和传动系是“弹性“连接，能缓冲结合冲击，减轻传动系负担，有利于延长有关零件的使用寿命。

（5）可避免因外界负荷突增造成发动机熄火的现象，提高了燃油的经济性，降低了排

气污染。

（

车辆系统动力学解析

汽车系统动力学的发展现状仲鲁泉 2014020326 摘要：汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有汽车在垂直和横向两个方面的动力学内容。介绍车辆动力学建模的基础理论、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外，重点介绍了受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学，以及行驶动力学和操纵动力学内容。本文主要讲述的是通过对轮胎和悬架的系统动力学研究，来探究汽车系统动力学的发展现状。关键词：轮胎；悬架；系统动力学;现状 0 前言汽车系统动力学是讨论动态系统的数学模型和响应的学科。它是把汽车看做一个动态系统，对其进行研究，讨论数学模型和响应。是研究汽车的力与其汽车运动之间的相互关系，找出汽车的主要性能的内在联系，提出汽车设计参数选取的原则和依据。车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。随后的几十年，汽车制造商意识到行驶平顺性和操纵稳定性在汽车产品竞争中的重要作用，因而车辆动力学得以迅速发展。计算机及应用软件的开发，使建模的复杂程度不断提高。

机械工程材料试题及答案二

机械工程材料试卷二一、名词解释：（１０分）１、固溶强化；２、加工硬化；２、合金强化；４、热处理；５、细晶强化；二、选择适宜材料并说明常用的热处理方法（30分）

三、分析（20分）车床主轴要求轴颈部位硬度为HRC54—58，其余地方为HRC20—25，其加工路线为：下料锻造正火机加工调质机加工（精）轴颈表面淬火低温回火磨加工指出：1、主轴应用的材料 2、正火的目的和大致热处理工艺 3、调质目的和大致热处理工艺 4、表面淬火目的 5．低温回火目的和轴颈表面和心部组织。四、选择（20分）１．合金元素对奥氏体晶粒长大的影响是（d）（a）均强烈阻止奥氏体晶粒长大（b）均强烈促进奥氏体晶粒长大（c）无影响（d）上述说法都不全面２．适合制造渗碳零件的钢有（c）。（a）16Mn、15、20Cr、1Cr13、12Cr2Ni4A （b）45、40Cr、65Mn、T12 （c）15、20Cr、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi ３．要制造直径16mm的螺栓，要求整个截面上具有良好的综合机械性能，应选用（c ）（a）45钢经正火处理（b）60Si2Mn经淬火和中温回火（c）40Cr钢经调质处理 4．制造手用锯条应当选用（a ）（a）T12钢经淬火和低温回火（b）Cr12Mo钢经淬火和低温回火（c）65钢淬火后中温回火 5．高速钢的红硬性取决于（b ）（a）马氏体的多少（b）淬火加热时溶入奥氏体中的合金元素的量（c）钢中的碳含量6．汽车、拖拉机的齿轮要求表面高耐磨性，中心有良好的强韧性，应选用（c ）（a）60钢渗碳淬火后低温回火（b）40Cr淬火后高温回火（c）20CrMnTi渗碳淬火后低温回火 7．65、65Mn、50CrV等属于哪类钢，其热处理特点是（c ）（a）工具钢，淬火+低温回火（b）轴承钢，渗碳+淬火+低温回火（c）弹簧钢，淬火+中温回火 8. 二次硬化属于（d）（a）固溶强化（b）细晶强化（c）位错强化（d）第二相强化 9. 1Cr18Ni9Ti奥氏体型不锈钢，进行固溶处理的目的是（b）（a）获得单一的马氏体组织，提高硬度和耐磨性（b）获得单一的奥氏体组织，提高抗腐蚀性，防止晶间腐蚀（c）降低硬度，便于切削加工１０.推土机铲和坦克履带板受到严重的磨损及强烈冲击，应选择用（b ）（a）20Cr渗碳淬火后低温回火（b）ZGMn13—3经水韧处理（c）W18Cr4V淬火后低温回火

汽车系统动力学习题答案分析解析

1.汽车系统动力学发展趋势随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，随着多体动力学的发展及计算机技术的发展，使汽车系统动力学成为汽车CAE技术的重要组成部分，并逐渐朝着与电子和液压控制、有限元分析技术集成的方向发展，主要有三个大的发展方向：（1）车辆主动控制车辆控制系统的构成都将包括三大组成部分，即控制算法、传感器技术和执行机构的开发。而控制系统的关键，控制律则需要控制理论与车辆动力学的紧密结合。（2）多体系统动力学多体系统动力学的基本方法是，首先对一个由不同质量和几何尺寸组成的系统施加一些不同类型的连接元件，从而建立起一个具有合适自由度的模型；然后，软件包会自动产生相应的时域非线性方程，并在给定的系统输入下进行求解。汽车是一个非常庞大的非线性系统，其动力学的分析研究需要依靠多体动力学的辅助。（3）“人—车—路”闭环系统和主观与客观的评价采用人—车闭环系统是未来汽车系统动力学研究的趋势。作为驾驶者，人既起着控制器的作用，又是汽车系统品质的最终评价者。假如表达驾驶员驾驶特性的驾驶员模型问题得到解决后，“开环评价”与“闭环评价”的价值差别也许就

不存在了。因此，在人—车闭环系统中的驾驶员模型研究，也是今后汽车系统动力学研究的难题和挑战之一。除驾驶员模型的不确定因素外，就车辆本身的一些动力学问题也未必能完全通过建模来解决。目前，人们对车辆性能的客观测量和主观之间的复杂关系还缺乏了解，而车辆的最终用户是人。因此，对车辆系统动力学研究者而言，今后一个重要的研究领域可能会是对主观评价与客观评价关系的认识 2.目前汽车系统动力学的研究现状汽车系统动力学研究内容范围很广，包括车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆垂向和横向动力学内容。及行驶动力学和操纵动力学。行驶动力学研究路面不平激励，悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯仰运动；操纵动力学研究车辆的操纵稳定性，主要是轮胎侧向力有关，引起的车辆侧滑、横摆、和侧倾运动。汽车系统动力学的研究可以分为三个阶段：阶段一（20世纪30年代） ①对车辆动态性能的经验性的观察 ②开始注意到车轮摆振的问题 ③认识到车辆舒适性是车辆性能的一个重要方面阶段二（30年代—50年代） ①了解了简单的轮胎力学，给出了轮胎侧偏角的定义 ②定义不足转向和过度转向 ③建立了简单的两自由度操纵动力学方程

汽车系统动力学期末重点

1.除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应(如发动机、传动、加速、制动、防抱死和牵引力控制系统等方面的因素)外，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操纵动力学。 2.纵向动力学研究车辆直线运动及其控制的问题，主要是车辆沿前进方向的受力与其运动的关系，按车辆工况的不同，可分为驱动动力学和制动动力学。 3.行驶阻力的两个最基本部分是车辆的滚动阻力和空气阻力，行驶阻力代表了车辆对动力和功率的需求。 4.操纵动力学的研究范围的三个区域：线性域、非线性域、非线性联合工况。 5.车辆动力学特征的设计方法：系统建模、分析 8.稳态：指当周期性（或恒定）操作输入（或扰动输入）施加在车辆上引起的周期性（或恒定）车辆响应，在任意长的时间内不发生变化时，便称该车处于稳定。 9.瞬态：指车辆的运动响应和作用在车辆上的外力或操作位置随时间变化而变化，便称此时车辆的运动处于瞬态。 10.车辆控制系统的构成包括：控制算法、传感器技术和执行机构的开发。 11.假如在车前部安装前视预瞄传感器来可靠地提供前轮前方路面的输入信息，那么主动悬架系统就可以利用车辆对前后轮的路面预测信息进行控制，这就是预瞄控制。第二章 1.建立系统微分方程的传统方法主要有两种:（1）利用牛顿矢量力学体系的动量定理及动量矩定理（2）利用拉格朗日的分析力学体系 2.约束与约束方程：一般情况下，力学系统在运动时都会受到某些几何或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束，用数学方程所表示的约束关系称为约束方程 3.完全约束：如果约束方程仅是系统位形和时间的解析方程，这种约束称为完全约束 4.非完全约束：如果约束方程不仅包含系统的位形，还包括广义坐标对时间的导数或广义坐标的微分，而且不能通过积分使之转化为包含位形和和时间的完全约束方程，这种约束称为非完全约束 5.完整系统：具有完整约束的力学系统 6.非完整系统：具有非完整约束的力学系统第三章1.SAE标准轮胎运动坐标系：被定义为法向坐标向下的三维右手正交坐标系，坐标的原点是轮胎接地印迹中心，x轴定义为车轮平面与地面的交线，前进方向为正，y轴是指车轮旋转轴线在地面上的投影线，向右为正，z轴与地面垂直，向下为正。离程度，是影响轮胎产生纵向力的一个重要因素定义：车轮回转平面与车轮中心运动方向的夹角，顺时针方向为正。 4.根据车辆动力学研究的内容不同，轮胎模型可分为（1）轮胎纵滑模型（2）轮胎侧偏模型和侧倾模型（3）轮胎垂向振动模型 y=Dsin(Carctan(Bx-E(Bx-arctanBx)))它以三角形函数组合的形式来拟合试验数据，得出了一套形式相同并可同时表达纵向力侧向力和回正力矩的轮胎模型（y可以是纵向力侧向力和回正力矩，而自变量x可以在不同情况下分别表示轮胎侧偏角或纵向滑移率） 6.轮胎垂直刚度的三种不同定义：静刚度，非滚动动刚度，滚动动刚度。 7.在60—100HZ的频率范围内，子午线轮胎的垂向振动传递特性幅值显著地高于斜交轮胎，该频率范围的振动正对应于乘员的“颤振”感觉区域。在约150—200HZ左右的频率范围，斜交轮胎的振动特性远差于子午线轮胎，通常将该频率范围的轮胎振动称之为轮胎“噪声”，即通常所说的“路面噪声”。 8.轮胎噪声的产生机理（1）空气泵吸效应随着轮胎的滚动，空气在胎面与路面的空隙中被吸入和挤压。当压缩的空气在接地区间的出口处被告诉释放到空气中时，就会产生噪声。（2）胎面单元振动当轮胎滚动时，胎面单元作用于路面，当它离开接触区域时，胎齿便由高变形状态下恢复，从而引起胎面噪声，此为主要的轮胎噪声源。同时，胎体振动、胎面花纹沟、花纹凸块空隙就像谐振管一样，也促进了轮胎的噪声辐射。由于空气泵吸效应、胎体和胎齿单元的振动均和车速有关，因此轮胎噪声的程度是车辆行驶速度的函数。（3）路面材料对轮胎噪声也有影响。 9.影响轮胎侧向力的三个最重要的因素是侧偏角、垂向载荷和车轮外倾角。侧偏角由轮胎的运行条件所决定，它取决于车辆前进速度、侧向速度、横摆角速度和转向角。轮胎垂向载荷的静态值由车辆质量分布所决定，但随着载荷在纵向和侧向的重新分配，轮胎的垂向载荷会发生变化。车轮外倾角由转向角和通过悬架杆系作用的车身侧倾所决定，但对非独立悬架车辆来说，外倾角只取决于车轴的侧倾角。（填空题）

应用题练习(二)

鸡兔同笼问题鸡兔同笼，共45个头，146只脚，问笼中鸡兔各几只？鸡17；兔：28只在操场上停放39辆车，包括三轮车和自行车，两种轮子的总和为96个，问三轮车和自行车各多少辆？三轮：18；自：21 在操场上停放自行车和小汽车共40辆，轮子共120个，问自行车和小汽车各多少辆？各20辆用2元钱买8分钱邮票和4分钱邮票共34张，问两种邮票各买了多少张？8分：16张；4分：18张李教师领着全班同学去划船，已知全班64名同学，共租大、小船只10条，恰好都坐满，大船每条坐10人，小船每条坐5人，问大船、小船各几条？大：3条；小：7条小军用6元钱买5角和2角邮票共18张，问这两种邮票各买多少张？ 5角：8张；2角：10张丽丽的存钱罐里有2分，5分硬币共143枚，共421分钱，问存钱罐里2分和5分各多少枚？ 2分：98；5分：45 三年一班44人去公园划船，他们租了大小船共9条，大船每条坐6人，小船每条坐4人，正好坐满，问他们租大、小船各几条？大：4；小：5 一只松鼠采松子，晴天每天可采24个。雨天每天可采16个，它一边采了8天，共采了168个松子，问这8天中几个晴天几个雨天？晴：5；雨：3 鸡兔同笼共66只，兔脚比鸡脚多48只，问鸡、兔各几只？鸡：36只；兔：30只

小明和小胜两人参加数学竞赛，试卷共20道题，做对一题得5分，做错或者不做一题倒扣2分，两人都将20道题全做了共得了151分，其中小明比小胜少得21分，问两人各答对几题？答错几题？小明对15道；小胜对18道鸡兔同笼共100只，鸡比兔少16只脚、问鸡、兔各几只？鸡：64只；兔：36只某小学生参加环境知识抢答比赛，已知抢答规则是：每个参赛者从100分开始算分，答对一题得20分，答错一题扣30分，这名同学一个抢答了10道题，得200分，问他答对几题？答错几题？对：8道；小明参加少儿数学智力竞赛抢答题，已知抢答的规则是：每个参赛者从100分开始计分，答对一题得10分，答错一题扣5分，小明共抢答了15道题，得205分，问小明答对几题？答错几题？对12道；鸡兔同笼，鸡比兔多26只，足数共274只，问鸡兔各几只？鸡：63；兔：37 鸡兔同笼，鸡的只数是兔的3倍，鸡、兔共有110只脚，问鸡兔各几只？鸡：33；兔：11 方阵问题学校举行运动会，三年级学生排成一个实心方阵，外层每边有15人，问最外层有多少人？这个方阵共有多少人？用棋子排成一个实心方阵，最外层有64粒棋子，问最外层每边有多少粒棋子？这个方阵共有多少粒棋子？用棋子排成一个方阵，最外层有32粒棋子，问次外层有多少粒棋子？次外层每边有多少粒棋子？用棋子排成一个中空方阵，方阵共有4层，最外边每边有10个棋子，求棋子的总数？

车辆系统动力学发展1

汽车系统动力学的发展和现状摘要：近年来，随着汽车工业的飞速发展，人们对汽车的舒适性、可靠性以及安全性也提出越来越高的要求，这些要求的实现都与汽车系统动力学相关。汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有车辆在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对汽车系统动力学的的介绍，对这一新兴学科的发展和现状做一阐述。关键字：汽车系统动力学动力学响应发展历史 Summary：In recent years, with the rapid development of automobile industry, people on the vehicle comfort, reliability and safety are also put forward higher requirements, to achieve these requirements are related to vehicle system dynamics.Vehicle system dynamics is the study of all related to the movement of the car system discipline, it involves the scope is broad, in addition to the effects of dynamic response of vehicle longitudinal motion and its subsystems, and vehicles to and dynamic content crosswise two aspects in the vertical.Based on the vehicle system dynamics is introduced, the development and status of this emerging discipline to do elaborate. Keywords：Dynamics of vehicle system dynamics Dynamic response Development history 0 引言车辆动力学是近代发展起来的一门新兴学科。有关车辆行驶振动分析的理论研究，最早可以追溯到100年前。事实上，知道20世纪20年代，人们对车辆行驶中的振动问题才开始有初步的了解；到20世纪30年代，英国的Lanchester、美国的Olley、法国的Broulhiet开始了车辆独立悬架的研究，并对转向运动学和悬架运动学对车辆性能的影响进行了分析。开始出现有关转向、稳定性、悬架方面的文章。同时，人们对轮胎侧向动力学的重要性也开始有所认识。在随后的20年中，车辆动力学的进展甚微。进入20世纪50年代，可谓进入了一个车辆操纵动力学发展的“黄金时期”。这期间建立了较为完整的车辆操纵动力学线性域（即侧向加速度约小于0.3g）理论体系。随后有关行驶动力学的进一步发展，是在完善的测量和计算手段出现后才得以实现。人们对车辆动力学理解的进程中，理论和试验两方面因素均发挥了作用。随后的几十年，汽车制造商意识到行驶平顺性和操纵稳定性在汽车产品竞争中的重要作用，因而车辆动力学得以迅速发展。计算机及应用软件的开发，使建模的复杂程度不断提高。在过去的70多年中，车辆动力学在理论和实际应用方面也都取得了很多成就。在新车型的设计开发中，汽车制造商不仅依靠功能强大的计算机软件，更重要的是具有丰富测试经验和高超主观评价技能的工程师队伍。传统的车辆动力学研究都是针对被动元件的设计而言，而采用主动控制来改变车辆动态性能的理念，则为车辆动力学开辟了一个崭新的研究领域。在车辆系统动力学研究中，采用“人—车—路”大闭环的概念应该是未来的发展趋势。作为驾驶者，人既起着控

车辆系统动力学仿真大作业(带程序)

Assignment Vehicle system dynamics simulation 学院：机电学院专业：机械工程及自动化姓名：指导教师：

The model we are going to analys: The FBD of the suspension system is shown as follow:

According to the New's second Law, we can get the equation: 2 )()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 221212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? 0)()()()(222111222111=-++--+-++--+? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z k z L z k z L z c z L z c z m χχχχ 0)()()()(2222111122221111=-++----++---? ? ? ? ? ? ? ?w w w w z L z L k z L z L k z L z L c z L z L c J χχχχχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,111111111)()(-=------? ? ? ? ?χχ d w w w w Q z L z k z L z c z m ,222222222)()(-=-+--+-? ????χχ When there is no excitation we can get the equation: 2)()(221211mg z z c z z k z m --+-=???? 2 21212)()(z k mg z z c z z k z m w +-----=? ??? Then we substitude the data into the equation, we write a procedure to simulate the system: Date: ???? ?? ??? ??==?==?===MN/m 0.10k m 25.1s/m kN 0.20MN/m 0.1m kg 3020kg 2100kg 3250w 2l c k I m m by w b

多刚体动力学大作业(MAPLE)

MAPLE理论力学学号：201431206024 专业：车辆工程姓名：张垚导师：李银山

题目一: 如图，由轮1，杆AB 和冲头B 组成的系统。A ，B 两处为铰链连接。OA=R,AB=l,如忽略摩擦和物体自重，当OA 在水平位置，冲压力为F 时，系统处于平衡状态。求：（1）作用在轮1上的力偶矩M 的大小（2）轴承O 处的约束力（3）连接ＡＢ受的力（4）冲头给导轨的侧压力。解：对冲头Ｂ进行受力分析如图2：Ｆ，ＦB ＦN 对连杆ＡＢ进行受力分析如图3：ＦB ，ＦA > restart: #清零 > sin(phi):=R/l; #几何条件 > cos(phi):=sqrt(l^2-R^2)/l; > eq1:=F[N]-F[B]*sin(phi)=0; #冲头， x F ∑=0 > eq2:=F-F[B]*cos(phi)=0; #冲头， y F ∑=0 > solve({eq1,eq2},{F[N],F[B]}); #解方程 > F[B]:=F/(l^2-R^2)^(1/2)*l;#连杆的作用力的大小 > F[A]:=F[B]; #连杆AB ，二力杆 := ()sin φR l := ()cos φ - l 2R 2 l := eq1 = - F N F B R l 0 := eq2 = - F F B - l 2R 2 l 0{}, = F B F l - l 2 R 2 = F N F R - l 2 R 2 := F B F l - l 2 R 2 := F A F l - l 2 R 2 图1 图2 图3

> eq3:=F[A]*cos(phi)*R-M; #轮杆0=A M > eq4:=F[Ox]+F[A]*sin(phi)=0; #轮杆1 0=∑ x F > eq5:=F[Oy]+F[A]*cos(phi)=0; #轮杆1 0=∑ y F > solve({eq3,eq4,eq5},{M,F[Ox],F[Oy]});#解方程答：（1）作用在轮１上的力偶矩Ｍ＝ＦＲ；（2）轴承Ｏ处的约束力（3）连杆ＡＢ受力（4）侧压力题目二：如图4，图示曲线规尺的杆长OA=AB=200mm,而CD=DE=AC=AE=50mm 。如OA 杆以等角速度 s rad 5π ω= 绕O 轴转动，并且当运动开始时，角?=0?。（1）求尺上D 点的运动方程。（2）求D 点轨迹，并绘图。 > restart: #清零 > OA:=l: #OA 长度 > AB:=l: #AB 长度 > CD:=l/4: #CD 长度 > DE:=l/4: #DE 长度 > AC:=l/4: #AC 长度 > AE:=l/4: #AE 长度 > phi:=omega*t: #瞬时夹角 > x:=OA*cos(phi): #D 点的横坐标 := eq3 - F R M := eq4 = + F Ox F R - l 2 R 2 0 := eq5 = + F Oy F 0{},, = M F R = F Oy -F = F Ox - F R - l 2 R 2 = F Ox - F R - l 2 R 2 = F Oy -F := F B F l - l 2 R 2 = F N F R - l 2 R 2 图4

车辆系统动力学-复习提纲

1. 简要给出完整约束与非完整约束的概念2-23,24,25, 1)、约束与约束方程一般的力学系统在运动时都会受到某些几何或运动学特性的限制，这些构成限制条件的具体物体称为约束，用数学方程所表示的约束关系称为约束方程。 2）、完整约束与非完整约束如果约束方程只是系统位形及时间的解析方程，则这种约束称为完整约束。完整约束方程的一般形式为：式中，qi为描述系统位形的广义坐标(i=1，2，…，n)；n为广义坐标个数；m为完整约束方程个数；t为时间。如果约束方程是不可积分的微分方程，这种约束就称为非完整约束。一阶非完整约束方程的一般形式为：

式中，qi为描述系统位形的广义坐（i = 1, 2, …,n）；为广义坐标对时间的一阶与数；n为广义坐标个数；m为系统中非完整约束方程个数；t为时间。 2. 解释滑动率的概念3-7,8 1.滑动率S 车轮滑动率表示车轮相对于纯滚动（或纯滑动）状态的偏离程度，是影响轮胎产生纵向力的一个重要因素。为了使其总为正值，可将驱动和被驱动两种情况分开考虑。驱动工况时称为滑转率；被驱动（包括制动，常以下标b以示区别）时称为滑移率，二者统称为车轮的滑动率。

参照图3-2，若车轮的滚动半径为rd，轮心前进速度(等于车辆行驶速度)为uw，车轮角速度为ω，则车轮滑动率s定义如下：车轮的滑动率数值在0~1之间变化。当车轮作纯滚动时，即uw=rd ω，此时s=0；当被驱动轮处于纯滑动状态时，s=1。 3. 轮胎模型中表达的输入量和输出量有哪些？3-22,23 轮胎模型描述了轮胎六分力与车轮运动参数之间的数学关系，即轮胎在特定工作条件下的输入和输出之间的关系，如图3-7所示。根据车辆动力学研究内容的不同，轮胎模型可分为：

车辆系统动力学试卷

1、系统动力学有哪三个研究容？（1）优化：已知输入和设计系统的特性，使得它的输出满足一定的要求，可称为系统的设计，即所谓优化。就是把一定的输入通过选择系统的特性成为最优化的输出。（2）系统识别：已知输入和输出来研究系统的特性。（3）环境预测。已知系统的特性和输出来研究输入则称为环境预测。例如对一振动已知的汽车，测定它在某一路面上行驶时所得的振动响应值（如车身上的振动加速度），则可以判断路面对汽车的输入特性，从而了解到路面的不平特性。车辆系统动力学研究的容是什么？（1）路面特性分析、环境分析及环境与路面对车辆的作用；（2）车辆系统及其部件的运动学和动力学；车辆各子系统的相互作用；（3）车辆系统最佳控制和最佳使用；（4）车辆-人系统的相互匹配和模型研究、驾驶员模型、人机工程等。 2、车辆建模的目的是什么？（1）描述车辆的动力学特性；（2）预测车辆性能并由此产生一个最佳设计方案；（3）解释现有设计中存在的问题，并找出解决方案。车辆系统动力学涉及哪些理论基础？（1）汽车构造（2）汽车理论

（3）汽车动力学（4）信号与系统在“时间域”及“频率域”下研究时间函数x(t)及离散序列 x(n)及系统特性的各种描述方式，并研究激励信号通过系统时所获得的响应。（5）自动控制理论（6）系统辨识（7）随机振动分析研究随机振动中物理量的描述方法(相关函数、功率谱密度)，讨论受随机激励的振动系统的激励、系统特性、响应三者统计规律性之间的关系。（8）多体系统动力学建立车辆系统动态模型的方法主要有哪几种？数学模型（1）各种数学方程式：微分方程式，差分方程，状态方程，传递函数等。（2）用数字和逻辑符号建立符号模型—方框图。 3、路面不平度功率谱密度的表达式有几种？各有何特点？试举出2 种以上路面随机激励方法，并说明其特点。（10分）路面功率谱密度的表达形式分为幂函数和有理函数两种（1）路面不平度的幂函数功率谱密度 ISO/DIS8608和国家标准GB7031-1987《车辆振动输入路面平

车辆系统动力学试题及答案

西南交通大学研究生2009－2010学年第( 2 )学期考试试卷课程代码 M01206 课程名称车辆系统动力学考试时间 120 分钟阅卷教师签字：答题时注意：各题注明题号，写在答题纸上（包括填空题）一．填空题（每空2分，共40分） 1．Sperling 以频率与幅值的函数，而ISO 以频率与加速度的函数评定车辆的平稳性指标。 2．在轮轨间_蠕滑力的_作用下,车辆运行到某一临界速度时会产生失稳的_自激振动_即蛇行运动。 3．车辆运行时，在转向架个别车轮严重减重情况下可能导致车辆脱轨，而车辆一侧全部车轮严重减重情况下可能导致车辆倾覆。 4．在车体的六个自由度中，横向运动是指车体的横移、侧滚和摇头。 5．在卡尔克线性蠕滑理论中，横向蠕滑力与横向蠕滑率和自旋蠕滑率呈相关。 6．设具有锥形踏面的轮对的轮重为W ，近似计算轮对重力刚度还需要轮对的接触角λ 和名义滚动圆距离之半b 两个参数。 7．转向架轮对与构架之间的横向定位刚度和纵向定位刚度两个参数对车辆蛇行运动稳定性影响较大。 8．纯滚线距圆曲线中心线的距离与车轮的_曲率_成反比、与曲线的_曲率_成正比。 9．径向转向架克服了一般转向架抗蛇行运动和曲线通过对转向架参数要求的矛盾。 10．如果两辆同型车以某一相对速度冲击时其最大纵向力为F ，则一辆该型车以相同速度与装有相同缓冲器的止冲墩冲击时的最大纵向力为_21/2F _，与不装缓冲器的止冲墩冲击时的最大纵向力为_2F_。院系学号姓名密封装订线密封装订线密封装订线

共2页第1页 5．什么是稳定的极限环？极限环附近的内部和外部都收敛于该极限环，则称该极限环为稳定的极限环。 6．轨道不平顺有几种？各自对车辆的哪些振动起主要作用？方向、轨距、高低（垂向）、水平不平顺。方向不平顺引起车辆的侧滚和左右摇摆。轨距不平顺对轮轨磨耗、车辆运行稳定性和安全性有一定影响。高低不平顺引起车辆的垂向振动。水平不平顺则引起车辆的横向滚摆耦合振动。三．问答题（每题15分，共30分） 1．已知：轮轨接触点处车轮滚动圆半径r ，踏面曲率半径R w ，轨面曲率半径R t ，法向载荷N ，轮轨材料的弹性模量E 和泊松比o 。试写出Hertz 理论求解接触椭圆长短半径a 、b 的步骤。P43-P44 根据车轮滚动圆半径、踏面在接触点处的曲率半径、钢轨在接触点处的曲率半径得到A+B 、B-A ，算得cos β，查表得到系数m 、n ，然后分别根据钢轨和车轮的弹性模量E 和泊松比σ，求得接触常数k ，得出轮轨法向力N ，然后带人公式求得a 、b 。 2．在车辆曲线通过研究中，有方程式 ()W f r y f w O W μψλ212 1 2 222 * 11=??? ?????+???? ?? 二．简答题（每题5分，共30分） 1．与传统机械动力学相比，轨道车辆动力学有何特点？ 2．轮轨接触几何关系的计算有哪两种方法，各有何优缺点？解析和数值方法。数值方法可以用计算机，算法简单，效率高，但存在一定误差；解析方法是利用轮轨接触几何关系建立解析几何的方式求解，比较准确，但是计算繁琐，方法难于理解。 3．在车辆系统中，“非线性”主要指哪几种关系？轮轨接触几何非线性、轮轨蠕滑关系非线性、车辆悬挂系统非线性 4．怎样根据特征方程的特征根以判定车辆蛇行运动稳定性？。根据求出的特征根实部的正负判断车辆蛇行运动的稳定性，当所有的特征根实部均为负时，车辆系统蛇行运动稳定，存在特征根为零或者负时，车辆系统的蛇行运动不稳定。

汽车系统动力学

第一节历史回顾《汽车系统动力学》教学大纲、课程性质与任务 1. 课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。 2. 课程任务：本课程要求学生学习和掌握车辆系统的主要行驶性能，如牵引性能、车辆的动态载荷、转向动力学等。研究路面不平度激励的振动。了解该领域世界发展及最新成果。通过学习本课程，掌握汽车动力学分析的一般的理论和方法, 析、从事该领域研究、开发奠定基础。二、课程教学基本要求本课程是研究所有与汽车系统运动有关的学科, 其内容可按车辆运动方向分为纵向、垂向和侧向动力学三大部分。要求学生了解车辆动力学建模的基础理论、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外，重点理解受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学，以及行驶动力学（垂向）和操纵动力学（侧向）内容。运用系统方法及现代控制理论，结合实例分析，介绍了车辆动力学模型的建立、计算机仿真、动态性能分析和控制器设计的方法，同时使学生对常用的车辆动力学分析软件有所了解。问、课堂讨论等）（30%）。成绩评定采用百分制， 60分为及格。三、课程教学内容绪篇概论和基础理论第一章车辆动力学概述 1?教学基本要求让学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方法、术语、标准和法规、发展趋势。 2. 要求学生掌握的基本概念、理论、技能法、发展趋势。 3. 教学重点和难点教学重点是车辆动力学的研究内容和范围、车辆特性和设计方法。教学难点是车辆特性和设计方法。 4. 教学内容为今后汽车系统动力学分成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试）（70%） +平时成绩（平时测验、作业、课堂提通过本章教学使学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方

汽车系统动力学概论

汽车系统动力学概论摘要：汽车系统动力学是研究所有与汽车系统运动有关的学科，它涉及的范围较广，除了影响车辆纵向运动及其子系统的动力学响应，还有汽车在垂向和横向两个方面的动力学内容。本文通过对大量教科书和文献进行了分析，对汽车动力学的研究内容、研究方法和理论基础以及发展趋势进行了阐述。关键词：系统，汽车，系统动力学 1系统及系统动力学的概念 1.1 系统系统是一个由相互区别、相互作用的各部分（即单元或要素）有机地连接在一起，为同一目的的完成某种功能的集合体。由此可知系统具有以下几个特点：具有目的性、具有层次性、具有功能共性、具有整体性。 1.2 系统动力学系统动力学是一门分析研究信息反馈的学科。它是系统科学中的一个分支，是跨越自然科学和社会科学的横向学科。系统动力学基于系统论，吸收控制论、信息论的精髓，是一门认识系统问题和解决问题系统问题交叉、综合性的学科。反馈系统就是包含反馈环节与其作用的系统。它要受系统本身的历史行为的影响，把历史行为的结果回授给系统本身，以影响未来的行为。如库存订货系统。 2 汽车系统动力学及其研究内容 2.1 汽车系统动力学汽车系统动力学就是把汽车看做是一个动态系统，对其行为进行研究，讨论数学模型和响应。是研究汽车受的力及其与汽车运动之间的相互关系，找出汽车主要性能的内在规律和联系，提出汽车设计参数选取的原则和依据。汽车系统动力学研究所有与车辆系统运动有关的学科，包括空气动力学，纵向运动及其子系统的动力学响应，垂向和横向两个方面的动力学内容，即行驶动力学和操作动力学，行驶动力学主要研究由路面的不平激励，通过悬架和轮胎垂向力引起的车身跳动和俯卧以及车轮的运动，操纵动力学研究车辆的操纵性，主要与轮胎侧向力有关，并由此引起车辆侧滑、横摆和侧倾运动。

湖南大学汽车系统动力学试卷

诚信应考,考试作弊将带来严重后果！湖南大学课程考试试卷

7、对于一个线性系统，输入为正弦波时，输出（）保持不变 A 幅值 B 相位 C 频率 D 方向 8、对悬架动行程而言，在静平衡条件下，车轮与车身相对位移保持在正负2倍动行程以内的概率为（）。 A 68.3% B 95.4% C 99.7% D 52.6% 9、两自由度基本操纵模型的最大问题是忽略了（）的影响。 A 空气动力 B 转向系统 C 路面 D 簧载质量的侧倾运动 10、（）是电动助力转向系统的基本控制方法。 A 回正控制 B 模糊控制 C 自适应控制 D 最优控制二、判断题（总共10题，每题2分，共计20分） 1、车辆动力学分析中平衡条件是指稳定状态下车辆的基准条件。（） 2、拉格朗日运动学普遍方程建立的基本依据是虚功率原理。（） 3、离散化方法是车辆建模中对柔体处理常用方法。（） 4、防滑系统工作时对每个车轮进行控制。（） 5、半主动悬架中的阻尼系数只在几个离散值之间进行切换。（） 6、就车辆乘坐舒适性来说，通常是以噪声、振动来描述。（） 7、车辆运动过程中，轮胎主要受到纵向、侧向以及垂向三个方向的力。（） 8、一般情况下，质心后移，稳定裕度减少，车辆将趋于过多转向。（） 9、多刚体动力学分析方法将车辆各系统看作是由铰链和内力连接起来的刚体集合，在外力作用下产生运动。（）

10、建立基本操纵模型的运动方程时，必须考虑车辆的加速度坐标系。（）三、填空题（总共10题，每题2分，共计20分） 1、汽车操纵动力学包含相互关联的两方面内容即操纵性和（）。 2、采用（）闭环系统是未来汽车系统动力学研究的趋势。 3、关于人体对振动的反应，首先可将振动输入按振动的幅值和频率、作用的（）、作用的时间进行分类。 4、分析汽车的操纵稳定性有两种基本方法：（）和（）。 5、轮胎设计有四大要素，即（）、轮廓（整体形状）、结构和材料。 6、车辆转向时，为获得左右不等的转向角，转向杆系构成的几何形状通常设计成不等边四边形，称为（）。 7、作用于车辆的外力和外力矩有两种，即（）和空气动力。 8、轮胎载荷的变化会引起地面接触印迹面积的变化，并导致（）和制动力的减少。 9、悬架与转向杆系运动关系不协调会引起（）的摆振。 10、轮胎经验模型是基于（）的递归分析上来表现出轮胎和路面间的力学特性的轮胎模型。四、问答题（总共2题，每题20分，共计40分） 1、简述不足转向参数与车辆稳态转向特性的关系。若车辆系统特征方程为 022=++λλ，计算该系统的无阻尼固有频率、阻尼固有频率、阻尼比，并判断该系统是否稳定？（可画图说明）

车辆系统动力学作业

车辆系统动力学作业课程名称：车辆系统动力学学院名称：汽车学院专业班级：2013级车辆工程（一）班学生姓名：宋攀琨学生学号：2013122030

作业题目: 一、垂直动力学部分以车辆整车模型为基础，建立车辆1/4模型，并利用模型参数进行： 1）车身位移、加速度传递特性分析； 2）车轮动载荷传递特性分析； 3）悬架动挠度传递特性分析； 4）在典型路面车身加速度的功率谱密度函数计算； 5）在典型路面车轮动载荷的功率谱密度函数计算； 6）在典型路面车辆行驶平顺性分析； 7）在典型路面车辆行驶安全性分析； 8）在典型路面行驶速度对车辆行驶平顺性的影响计算分析； 9）在典型路面行驶速度对车辆行驶安全性的影响计算分析。模型参数为： m 1 = 25 kg ；k 1 = 170000 N/m ；m 2 = 330 kg ；k 2 = 13000 (N/m)；d 2 =1000Ns/m 二、横向动力学部分以车辆整车模型为基础，建立二自由度轿车模型，并利用二自由度模型分析计算： 1）汽车的稳态转向特性； 2）汽车的瞬态转向特性； 3）若驾驶员以最低速沿圆周行驶，转向盘转角0sw δ，随着车速的提高，转向盘转角位sw δ，试由 20sw sw u δδ-曲线和0 sw y sw a δ δ-曲线分析汽车的转向特性。模型的有关参数如下：总质量 1818.2m kg = 绕z O 轴转动惯量 23885z I kg m =? 轴距 3.048L m = 质心至前轴距离 1.463a m =

质心至后轴距离 1.585b m = 前轮总侧偏刚度 162618/k N rad =- 后轮总侧偏刚度 2110185/k N rad =- 转向系总传动比 20i =

汽车拖拉机2复习题 (1)

第一章思考题 1.传动系统的基本功能 1）减速增矩：将发动机的高转速、小扭矩转变为驱动轮的低转速、大扭矩.应当有适当的传动比 2）变速变矩：当车辆的使用条件变化时，要求其牵引力和行驶速度也能变化，与之相适应。 3）改变方向：当车辆的发动机为纵向布置时，发动机曲轴与驱动轮轴互相垂直，需要改变动力传递方向。要实现车辆向前行驶或倒车，需要改变驱动轮旋转方向。 4）平顺离合：实现发动机无负荷启动、车辆平顺起步、顺利变换速度挡位、发动机不熄火情况下停车。能接通和切断动力传递路线。 2.后轮驱动汽车、轮式、履带式拖拉机的动力传递路线汽车：发动机前置、后轮驱动组成：离合器、变速器、万向节、传动轴、主减速器、差速器、半轴轮式：发动机前置，后轮驱动。组成：离合器、变速器、中央传动、差速器、最终传动、半轴。履带式：组成：离合器、传动轴、变速器、中央传动、左右转向离合器、最终传动。 3.离合器的分离过程、接合过程、摩擦力矩的变化过程分离过程：踩下踏板，分离轴承向前移，分离杠杆拉动压盘，弹簧被压缩，压盘向后移。摩擦面之间出现分离间隙Δ1＋Δ2，离合器处于分离状态. 接合过程：松开踏板，弹簧伸展，压盘将从动盘压紧在飞轮表面。离合器又处于接合状态。Δ1＋Δ2消失，出现Δ。 ?离合器经常处于接合状态，称为常压式离合器。离合器接合的摩擦力矩变化过程： ?随着弹簧对压盘压力的逐渐加大，摩擦力矩也逐渐加大。 ?当摩擦力矩未达到阻力矩时，从动部分不动，存在相对滑磨. ?当摩擦力矩能克服阻力矩时，从动部分开始转动，但转速低于主动部分，继续相对滑磨。 ?当摩擦力矩超过阻力矩时，主、从动部分转速一致，滑磨结束，传递的转矩等于阻力矩。 ?滑磨过程使车辆平顺起步，但造成摩擦副发热、磨损。 ?当从动盘摩擦片磨损变薄时，自由间隙Δ变小。 ?踏板总行程： ?自由行程——消除自由间隙Δ ?工作行程——产生分离间隙Δ1＋Δ2 ?当自由间隙等于零时，离合器打滑，接合不可靠。 ?如自由间隙过大，则分离间隙变小，分离不彻底。 ?自由间隙要调整适当。 4.联动双作用离合器、双联离合器的特点联动双作用离合器——主、副离合器只用一套操纵机构，并且按顺序操纵。双联离合器——