汽车系统动力学复习

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汽车系统动力学复习

汽车系统动力学

1.车辆系统动力学研究的内容和范围有哪些?

研究内容:(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;车辆内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。

研究范围:(1)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) ;

(2)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、行驶动力学和操纵动力学研究的内容有哪些?

答: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两大部分。

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仰以及车轮的运动;而操纵动力学研究车辆的操纵特性,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。

3.车辆系统动力学涉及哪些理论基础?

答:(1)牛顿矢量力学体系

(2)分析力学体系

(3)虚功率原理

(4)高斯原理

4.何谓多体系统动力学?多刚体系统动力学与多柔体系统动力学各有何特点?有何区别?简单写出多刚体系统动力学在车辆系统动力学研究中的一个应用、

答:多体系统动力学(包括多刚体系统动力学和多柔体系统动力学)是研究多体系统(一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成)运动规律的科学。

多刚体系统动力学特点:多刚体系统动力学的研究对象一般为比较复杂的多体系统,其结构和连接方式也是多种多样的,建立动力学方程很困难;并且,系统的动力学方程多为高阶非线性方程,动力学方程的建立和求解都必须由计算机去完成。

多柔体系统动力学特点:多柔体系统动力学是多刚体系统动力学、分析力学、连续介质力学、结构动力学等多学科交叉发展的产物。

多柔体系统与多刚体系统的区别是:它包含了柔性部件,其变形不可忽略,其逆运动学具有不确定性;它与结构力学的区别是,部件在自身变形运动的同时,在空间中经历着大的刚性移动和转动,刚性运动和变形运动相互影响、强烈耦合。多柔体系统是一个时变、高度耦合、高度非线性的复杂系统,其理论和方法有着自己的独特性。多柔体系统动力学研究可变形体和刚体所组成的系统在经历大范围空间运动时的动力学行为。多刚体系统动力学是将系统中各部件均抽象为刚体,但可以计及各部件连接点(铰接点)处的弹性、阻尼等影响;而多柔体系统动力学则在此基础上还要进一步考虑部件的变形。多刚体系统动力学侧重的是“多体”方面,研究各个物体刚性运动之间的相互作用及其对系统动力学行为的影响;多柔体系统动力学则侧重“柔性”方面,研究柔性体变形与其整体刚性运动的相互作用或耦合,以及这种耦合所导致的独特的动力学效应。

应用:对汽车悬架动力学的分析,可将垂向、纵向及侧向的运动分析统一在同一模型中,将悬架对车辆的行驶平顺性、制动性及操纵稳定性的影响综合起来研究。

5.简述车辆建模的目的?

答:描述车辆的动力学特性,预测车辆性能并由此产生一个最佳设计方案;解释现有设计中存在的问题,并找出解决方案。

6.何谓轮胎侧偏角?何为轮胎侧偏刚度?影响轮胎侧偏的因素有哪些?

答:轮胎侧偏角是影响轮胎侧向力的一个重要因素,定义为车轮平面与车轮中心运动方向的夹角,顺时针方向为正,用α表示。

在小侧偏角的情况下,轮胎侧向力与侧偏角近似成比例,其比值称为轮胎侧偏刚度。

影响侧偏的因素:1.侧向载荷的影响。2.车轮定位的影响。

7.何谓轮胎模型?根据车辆动力学研究内容的不同,轮胎模型可分为哪几种?整车建模中对轮胎模型需考虑的因素有哪些?

答: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。

根据车辆动力学研究内容的不同,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

需考虑的因素:1)在基本的线性操纵动力学模型中,轮胎只需产生与垂向载荷和侧偏角呈线性关系的侧向力(包括回正力矩)。

2)如果车辆模型考虑了车轮载荷重新分配的影响,那么轮胎模型还必须包括侧向力与轮胎垂向载荷的关系。

3)如果建模中还考虑了车身侧倾角与车轮外倾角的关系,那么轮胎模型中必须包含车轮外倾对轮胎力的影响。

4)在非线性域分析中(即侧向加速度大于0.3g时),随着车辆模型复杂程度和精度的进一步提高,轮胎模型必须能充分考虑大侧偏角情况下的受力情况,并对其进行精确计算。

5)如果车辆模型包括纵向自由度,那么轮胎模型必须能产生纵向力。因此,在需要同时考虑纵向力和侧向力的联合工况下,轮胎模型必须能够在两个方向准确地分配所能获得的轮胎力。

8.简述轮胎噪声产生的机理?

答:(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高速释放到空气中时,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。

9.画出轮胎坐标系并标出六分力。

答:

10.车辆空气动力学研究的主要内容有哪些?车辆的空气阻力有哪些?产生的原因是什么?试分析空气阻力对汽车动力学性能的影响?

答:车辆空气动力学的主要研究内容:

1)通过车身外部造型、流体控制和内部流通管道的设计来减小车辆的空气阻力。

2)在空气阻力一定的情况下,尽可能增加向下的气动压力以提高轮胎附着性,但同时减小对轮胎侧偏力的影响。

3)比例模型或全尺寸车辆空气动力学试验,以及对试验结果的分析。

4)研究空气动力与底盘设计及车辆使用情况之间的相互关系及影响。

阻力:车辆在路面上行驶时所受到的总的空气阻力由压差阻力分量(包括形状阻力、内循环阻力和诱导阻力)和摩擦阻力两大部分组成。

原因:形状阻力占压差阻力的大部分,主要与边界层流态和车身后端流体分离产生的尾涡有关。运动中车辆不仅被周围的空气所环绕,而且冷却总成和室内通风空调气流也会进出车辆。当冷却系统、发动机、驾驶区和乘客室被气流环绕时,由于摩擦和车辆内部的湍流以及气流分离而产生阻力。诱导阻力是伴随压差阻力所产生的附加阻力。由于空气粘性使其在车身表面产生切向力,它们在行驶方向的合力即为摩擦阻力。

影响:

11.简述风洞试验的特点?

答:风洞试验首先要做出车辆模型,然后安装在风洞的人工流场中,用仪器测量作用在模型上的力和力矩,以及用喷烟或气流染色或贴丝线等办法来观察模型附近流线的变化。风洞一般由动力段、收缩段、试验段以及扩散段组成。动力段的作用是鼓动空气在风洞中流动,以调节试验段中的风速。收缩段的作用是使气流加速,使其达到试验要求的速度。气流沿收缩段流动时,洞壁上不出现气流分离,阻止旋转,消除涡流,保证出口的气流均匀、平直且稳定。试验段是放置被测车辆实车或模型的部分,是风洞的中心。试验段应能尽可能地模拟车辆的真实流场。扩散段是使气流速度降低,把气流的动能部分地转化为压力能,以减少洞壁的摩擦损失,节省风扇电动机的功率。

12.车辆的制动性能主要由哪三个方面评价?试分析汽车制动跑偏的原因。

答:1)制动效能,即制动距离与制动减速度。

(2)制动效能的稳定性,即抗热衰退性能,它是指车辆高速行驶或下长坡连续制动时保持一定制动效能的程度。

(3)制动时的方向稳定性,即制动时车辆不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。它通常用制动时车辆按给定路径行驶的能力来评价。

原因:

13.车辆动力传动系统由哪几部分组成?在激励作用下通常会产生何种振动?标出图示车辆简化扭振系统各部分名称?并说明其主要激振源。

答:组成:离合器、变速器、万向节、传动轴、主减速器、差速器、驱动半轴和轮毂,在激励作用下通常会产生弯曲振动和扭转振动。主要激振源是发动机。

14.写出货车动力传动系统的动力学方程,并写出刚度阵等。

答:(1)频域模型,主要用于线性系统的频域分析。

(2)时域模型,用于时域仿真分析。1.积分白噪声:

2.滤波白噪声:

16.在整车虚拟仿真中常用的一些典型的特殊路面有哪些?各有何特点?

答:(1)石块路(比利时路)石块路是汽车行业一致认同的汽车可靠性行驶试验路面,是考

核汽车轮胎,悬架系统,车身,车架以及结构部件的强度,振动和可靠性的理想路面。该路

面的空间频率高于0.15m-1(波长λ≤6.66m),路面等级为E级,并且路面谱指数小于2。

(2)卵石路汽车在卵石路上行驶时,除了引起垂直振动外,不规则分布的卵石还对车轮,

转向系统和悬架系统造成较大的纵向和横向冲击。卵石路的路面谱指数接近1,路面等级为F

级。

(3)扭曲路扭曲路由左右两排互相交错分布的凸块组成,凸块形状有梯形,正弦波形和环锥形等。主要是使汽车产生强烈的扭曲,以检验车辆的车架,车身结构强度和各系统的连接强度,干涉等。扭曲路功率谱密度峰值的带宽可达到6.8~8.3m,峰值功率高达E级。

(4)搓板路搓板路每个凸起近似于正弦波,是沙石路上常见的路况,波长范围为0.5~1.1m,主要用于汽车的振动特性,平顺性,可靠性试验。为了造成左右车轮相位差,常将左右两侧的搓板错位布置或斜置某一角度。其峰值功率高达G级。

17.简述最新的舒适性评价标准。

打:目前最新的舒适性评价标准为ISO2631-1:1997(E) ,其基本频率范围扩展到0.5~80Hz,规定了人体坐姿受振模型。新标准同样认为人体受12个轴向的振动分量,对不同轴向分量及不同频率的振动有不同的敏感程度,新标准规定,椅面垂直轴向(zs)频率加权函数的最敏感频率范围为4~12.5Hz,其中4~8Hz频率范围内,人体内脏器官最易产生共振;而8~12.5Hz 范围的振动对人体脊椎;影响最大。座椅面水平轴向xs、ys的频率加权函数的最敏感频率范围均为0.5~2Hz,3Hz以下时水平振动比垂直振动更敏感。 ISO2631-1:1997(E)标准规定,如果加权后的峰值系数<9时,可直接采用总加权加速度方均根值aw 来评价振动对人体舒适和的影响。如果峰值系数大于9时,IS02631-1:1997(E)标准规定采用加权加速度四次方均根值的方法来进行评价,以此来估计偶尔遇到较大冲击时引起的响应峰值振动对舒适性的影响,加权加速度四次方均根值被叫做振动剂量值。

18.车辆的平顺性是如何测量的?

答:车辆的平顺性由安装于车辆特定部位的加速度传感器进行测量。近年来多采用压电式加速度传感器,并与电荷放大器结合使用,可测量更高频率范围的加速度信号。

19.车辆典型的共振频率范围通常是多少?

答:车身共振频率 1~1.5 Hz (当相对临界值的阻尼比约为0.3时) 车轮跳动 10~12 Hz

座椅上的乘客 4~6 Hz

悬置的动力总成 10~20 Hz

结构共振频率 >20 Hz

轮胎共振频率 30-50Hz和80-100 Hz

20.车辆行驶动力学模型是如何简化的?试写出1/4,1/2和整车系统垂直振动的微分方程式,并写成矩阵形式。

答:1/4模型:

1/2模型:

21.车辆悬架系统的性能一般用那三个基本参数进行定量评价?其含义是什么?

答:1.不舒适性参数(aw) 不舒适性参数aw 是指经IS02631频率加权后的垂向加速度方均根值。根据ISO 2631推荐的加权方法,将不同频率的加速度信号进行加权后求和得到。2.悬架动行程(SWSrms ) 悬架动行程参数SWSrms ,定义为车轮与车身的位移之差的均方根值,即(z1-z2)的均方根值,用于描述相对于静平衡位置的悬架位移变化程度。

3.轮胎动载荷(DTLrms) 轮胎动载荷参数DTLrms ,为相对于静平衡位置的轮胎载荷变化的方均根值。

22.被动悬架存在的问题是什么?何谓可控悬架系统(智能悬架系统)?可控悬架系统有几种?各有何特点?写出其系统运动方程。

答:被动悬架系统性能不能根据外部信号的变化而改变。

可控悬架系统具有调节功能的悬架系统。包括 1. 车身高度调节系统:车身高度调节系统的主要优点是不论静载如何变化,悬架工作空间可保持恒定或根据需要进行调节。

2.自适应阻尼调节系统:采用双活塞减震器。

3.可切换阻尼系统:减少减振器阻尼切换时间,可实现复杂控制策略。减振器可在二或三个离散阻尼状态之间实现快速切换,切换时间只需10~20ms。

4.全主动系统:采用一个力发生器,称作动器,来取代传统被动悬架中的弹簧和减振器。作动器通常为液动或气动形式,根据控制信号来产生相应大小的作用力。

5.有限带宽主动系统:悬架作动器与一传统的可控减振器结合使用,可使其主动作动响应的频宽为0~6Hz。有限带宽主动悬架作动器响应相对来说“慢”,因而也称为“慢主动悬架”。为使悬架在超过可控带宽时仍起作用,作动器还必须与一普通弹簧串联,同时也因此减少了系统的能量需求。

6.连续可变阻尼的半主动系统: 连续可变阻尼的半主动悬架,其减振器产生的阻尼力能独立地跟踪力需求信号,而与减振器本身的相对速度无关。

23.操纵性能的总体目标和期望的车辆操纵特性是什么?

答:操纵性能的总体目标:一是对于风的扰动或不平路面的干扰,车辆所产生的运动响应必须控制在最小范围;二是对驾驶员的输入响应则应达到最优。

期望的车辆操纵特性:(1)稳定性伴随着外部干扰,车辆应具有迅速恢复原先稳定状态的能力,并且系统响应时间延迟要小,同时还要保证有适当的阻尼。

(2)可操纵性转向时,尽管车辆的控制是由驾驶员通过转向盘来实现的,但实际的作用机理却是通过轮胎侧向力间接实现对车辆的转向运动控制。因此,任何不利于轮胎力生成与转向盘运动关系的因素,都将会降低车辆的可操纵性和可控制性。

(3)一致性汽车运行的外部输入条件变化范围广泛,如不同的路面及天气条件等,这里所提的一致性,是指人们期望汽车的操纵行为能始终表现如一。如果汽车在外部条件变化时仍能保持一致的行为模式,就能降低操纵难度,减轻驾驶员的驾驶负担。

(4)常规性驾驶员对某辆车的操纵性能都会有一些比较明确的估计或期望。当首次驾驶一辆新车时,期望其性能最好与其他同类车辆相差不大,这样会比较省事且安全。

24.基本操纵模型假设和存在的最大问题是什么?

答:假设:(1)假设车辆行驶在平坦路面,即无垂向路面不平度输入,因而可以忽略与行驶动力学相关的垂向力影响及耦合作用。

(2)包括悬架系统在内的车辆结构是刚性的。

(3)忽略了转向系统,将输入直接施加于车轮;或者假设转向系统为刚性,然后以固定的传动比,将输入通过转向盘施加于转向轮。

(4)忽略了空气动力。

(5)车辆仅受平衡状态(如直线行驶或稳态转向)附近的小扰动,前轮输入转角足够小,而保证车辆运动方程为线性的。

问题:(1)忽略了簧载质量的侧倾运动及其相关影响。

(2)由于基本模型中没有考虑轮胎的左右载荷转移,也就不必考虑车辆的宽度,即轮距的影响。

25.车辆操纵特性分析一般进行哪三种分析?其内容是什么?

答:(1)稳态响应分析:稳定的转弯状态。该状态下,车辆的前进速度和转向角均为定值,

从而使车辆以固定的转弯半径转弯行驶。车辆很少能长时间地在这样的稳态工况下行驶。但是,稳态响应特性非常重要,它代表了车辆的基本操纵性能,并被作为一个公认的标准操纵性能试验方法。

(2)稳定性分析:没有转向角输入的直线行驶状态。通常指高速公路上以中、高速直线行驶的情况。稳定性响应是指在直线行驶条件下,车辆持续受到小的干扰,如风的扰动或不平路面的激励,使其偏离本身平衡状态的程度。

(3)频率响应分析:车辆在转向角为正弦输入下的响应。它代表了车辆对转向盘角输入的一般动态响应特征。频率响应函数间接地为车辆对任何形式的转向输入响应提供了一个完整描述。

26.何谓中性转向、不足转向和过多转向?各有何特点?

答:(1)κ=0称之为“中性转向”。对应于实际中车辆的纯滚动状态。

(2)κ>0称之为“不足转向” 。响应始终是稳定的,并随车速的增加而减少。实际中不足转向的车辆经常描述为转弯时“向外跑”,或者是转弯时需要比预期更多的转向角输入来保证一个预期的转向半径。

(3)κ<0 称之为“过多转向” 。响应随车速的增加而增加,当超过一个临界车速uerit 时,响应趋向无穷大。具有过多转向的车辆特点是:实际中的感觉是车辆转弯过度,超出了预期的转角。这种情况下,驾驶员似乎不得不通过减少转向盘的输入来保证车辆沿着期望的路径行驶。

27.利用拉格郎日方程推导平面5自由度汽车振动模型的运动方程,并写成矩阵形式。假定车身是一个刚体,车辆在水平面做匀速直线运动,以2个车轮不同激励和激振力f=f

cos2wt

作为系统输入。

答:

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。

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

《机械系统动力学仿真分析软件》

| 论坛社区 《机械系统动力学仿真分析软件》(MSC.ADAMS.2005.R2)R2 资源分类: 软件/行业软件 发布者: Coolload 发布时间: 2005-12-18 20:22 最新更新时间: 2005-12-19 07:04 浏览次数: 14548 实用链接: 收藏此页 eMule资源 下面是用户共享的文件列表,安装eMule后,您可以点击这些文件名进行下载 [机械系统动力学仿真分析软件].[$u]MSC.ADAMS.2005.R2.rar201.2MB [机械系统动力学仿真分析软 295.4MB 件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD1.iso [机械系统动力学仿真分析软185.0MB

件].MSC_ADAMS_V2005_ISO-LND-CD2.bin [机械系统动力学仿真分析软 6.5KB 件].Msc.Adams.v2005.Iso-Lnd-Cd1-Crack.rar 全选480.4MB eMule主页下载eMule使用指南如何发布 中文名称:机械系统动力学仿真分析 软件 英文名称:MSC.ADAMS.2005.R2 版本:R2 发行时间:2005年12月15日 制作发行:美国MSC公司 地区:美国 语言:英语 简介: [通过安全测试] 杀毒软件:Symantec AntiVirus 版本: 9.0.0.338 病毒库:2005-12-16 共享时间:10:00 AM - 24:00 PM(除 非线路故障或者机器故障) 共享服务器:Razorback 2.0 [通过安装测试]Windows2000 SP4 软件版权归原作者及原软件公司所 有,如果你喜欢,请购买正版软件

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)

最新铁道车辆系统动力学作业及试题答案

作业题 1、车辆动力学的具体内容是研究车辆及其主要零部件在各种运用情况下,特别是在高速运行时的位移、加速度和由此而产生的动作用力。 2、车辆系统动力学目的在于解决下列主要问题: ①确定车辆在线路上安全运行的条件; ②研究车辆悬挂装置和牵引缓冲装置的结构、参数和性能对振动及 动载荷传递的影响,并为这些装置提供设计依据,以保证车辆高速、安全和平稳地运行; ③确定动载荷的特征,为计算车辆动作用力提供依据。 3、铁路车辆在线路上运行时,构成一个极其复杂的具有多自由度的振动系统。 4、动力学性能归根结底都是车辆运行过程中的振动性能。 5、线路不平顺不是一个确定量,它因时因地而有不同值,它的变化规律是随机的,具有统计规律,因而称为随机不平顺。 (1)水平不平顺; (2)轨距不平顺; (3)高低不平顺; (4)方向不平顺。 6、车轮半径越大、踏面斜度越小,蛇行运动的波长越长,即蛇行运动越平缓。 7、自由振动的振幅,振幅大小取决于车辆振动的初始条件:初始位移和初始速度(振动频率)。 8、转向架设计中,往往把车辆悬挂的静挠度大小作为一项重要技术指标。 9、具有变摩擦减振器的车辆,当振动停止时车体的停止位置不是一个点,而是一个停滞区。 10、在无阻尼的情况下共振时振幅随着时间增加,共振时间越长,车辆的振幅也越来越大,一直到弹簧全压缩和产生刚性冲击。 11、出现共振时的车辆运行速度称为共振临界速度 12、在车辆设计时一定要尽可能避免激振频率与自振频率接近,避免出现共振。 13、弹簧簧条之间要留较大的间距以避免在振动过程中簧条接触而出现刚性冲击 14、两线完全重叠时,摩擦阻力功与激振力功在任何振幅条件下均相等。 15、在机车车辆动力学研究中,把车体、转向架构架(侧架)、轮对等基本部件近似地视为刚性体,只有在研究车辆各部件的结构弹性振动时,才把他们视

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

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 =

弹簧阻尼系统动力学模型adams仿真设计

震源车系统动力学模型分析报告 一、项目要求 1)独立完成1个应用Adams 软件进行机械系统静力、运动、动力学分析问题,并完成一份分析报告。分析报告中要对所计算的问题和建模过程做简要分析,以图表形式分析计算结果。 2)上交分析报告和Adams 的命令文件,命令文件要求清楚、简洁。 1K 1 C 2K 2C 3 C 3 K 3 M 1 M 2M 二、建立模型 1)启动admas ,新建模型,设置工作环境。 对于这个模型,网格间距需要设置成更高的精度以满足要求。在ADAMS/View 菜单栏中,选择设置(Setting )下拉菜单中的工作网格(Working Grid )命令。系统弹出设置工作网格对话框,将网格的尺寸(Size)中的X 和Y 分别设置成750mm 和500mm ,间距(Spacing )中的X 和Y 都设置成50mm 。然后点击“OK ”确定。如图2-1所表示。 图 2-1 设置工作网格对话框

2)在ADAMS/View零件库中选择矩形图标,参数选择为“on Ground”,长度(Length)选择40cm高度Height为1.0cm,宽度Depth为30.0cm,建立系统的平台,如图2-2所示。以同样的方法,选择参数“New Part”建立part-2、part-3、part-4,得到图形如2-3所示, 图 2-2 图 2-3创建模型平台 3)施加弹簧拉力阻尼器,选择图标,根据需要输入弹簧的刚度系数K和粘滞阻尼系数C,选择弹簧作用的两个构件即可,施加后的结果如图2-4 图 2-4 创建弹簧阻尼器 4)添加约束,选择棱柱副图标,根据需要选择要添加约束的构件,添加约束后的模型如2-5所示。

车辆系统动力学复习题精选.

车辆系统动力学复习题 1.何谓系统动力学?系统动力学研究的任务是什么? 2.车辆系统动力学研究的内容和范围有哪些? 3.车辆系统动力学涉及哪些理论基础? 4.何谓多体系统动力学?多刚体系统动力学与多柔体系统动力学各有何特点?采用质量-弹簧-阻尼振动模型和多体系统模型研究车辆动力学问题各有何特点? 5.简述车辆建模的目。 6.期望的车辆特性是什么?如何来评价? 7.何谓轮胎侧偏角?何谓轮胎侧偏刚度?影响轮胎侧偏的因素有哪些? 8.何谓轮胎模型?根据车辆动力学研究内容的不同,轮胎模型可分为哪几种?整车建模中对轮胎模型需考虑的因素有哪些? 9.简述轮胎噪声产生的机理。 10.车辆空气动力学研究的主要内容有哪些?车辆的空气阻力有哪些?产生的原因是什么?试分析空气动力对车辆性能的影响。汽车空气动力学装置有那些? 11.简述风洞试验的特点? 12.车辆的制动性能主要由哪三个方面评价?试分析汽车制动跑偏的原因。 13.车辆动力传动系统由哪几部分组成?在激励作用下通常会产生何种振动?标出图示车辆简化扭振系统各部分名称?并说明其主要激振源? 14.写出货车动力传动系统动力学方程,并写出刚度阵等。 15.路面输入模型有几种?各有何特点?写出各自的表达式? 16.在整车虚拟仿真中常用的一些典型的特殊路面有哪些?各有何特点?

17.简述最新的舒适性评价标准。 18.车辆的平顺性是如何测量的? 19.车辆典型的共振频率范围通常是多少? 20.车辆行驶动力学模型是如何简化的?试写出1/4、1/2和整车系统垂直振动的微分方程式,并写成矩阵的形式。 21.车辆悬架系统的性能一般用哪3个基本参数进行定量评价?各对车辆行驶性能有何影响? 22.被动悬架存在的问题是什么?半主动悬架和主动悬架的工作原理是什么?写出其系统运动方程。 23.操纵性能的总体目标和期望的车辆操纵特性是什么? 24.基本操纵模型假设和存在最大问题是什么? 25.车辆操纵特性分析一般进行哪三种分析?其内容是什么? 26.何谓中性转向、不足转向和过多转向?各有何特点? 27.利用拉格朗日方程推导平面3自由度和5自由度汽车振动模型的运动方程,并写成矩阵形式。假定车身是一个刚体,车辆在水平面做匀速直线运动,以2个车轮不同激励和激振力F=F0cos2ωt作为系统输入。

车辆系统动力学报告

垂直动力学部分 题目: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);c =1000Ns/m 本文拟定应用Matlab/Simulink软件进行分析计算。 1.建模及运动方程 依据课程题目的要求,以Matlab/simulink为仿真平台,建立具有两自由度的1/4车辆模型,如图1所示。 图1双自由度的车辆1/4简化模型 上图中汽车的悬挂(车身)质量m 2 = 330 kg;非悬挂(车轮) 质量m 1= 25 kg;弹簧刚度k 2 = 13000 N/m;轮胎刚度k 2 = 13000 (N/m); 减震器阻尼系数C=1000Ns/m。

车轮与车身垂直位移坐标分别为1z 、2z ,坐标原点选在各自平衡位置,其运动学方程为: 0)()(z 1221222=-+-+z z K z z c m 0)()()(z 112122111=-+-+-+q z K z z K z z c m 根据运动学方程,通过Matlab/Simulink 建立模型,如图2所示: 图2 Matlab/Simulink 仿真图 2. 模型分析 2.1 车身位移、加速度传递特性分析 2.1.1车轮位移 车轮位移1Z 对q 的频率响应函数为: []2 112 2121232142122211)()() (q z K K w jCK w K m K K m w m m jC w m m K jCw w m K ++++-+-++-= 22100000017000000607150035500825221000000170000005610000q z 23421++--++-=jw w jw w jw w 系统传递函数为:

总结答案——车辆系统动力学复习题(前八章) (2)

《车辆系统动力学》复习题(前八章) (此复习题覆盖大部分试题。考试范围以课堂讲授内容为准。) 一、概念题 1. 约束和约束方程(19) 一般情况下,力学系统在运动时都会收到某些集合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. 完整约束和非完整约束(19) 如果约束方程仅是系统位形和时间色解析方程,则这种约束称为完整约束。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时间的完整约束方程,则这种约束就成为非完整约束。 3. 车轮滑动率(30-31) 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,是一个正值。驱动工况时为滑转率;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。 其中100%100%d w d w d w u u u ωωω-?????-???? r 驱动时:s=r r 制动时:s=式中:d r 为车轮滚动半径;w u 为伦锌前进速度(等于车辆行驶速度);ω为车轮角速度 4. 轮胎侧偏角(31) 轮胎侧偏角是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,用α表示。 5. 轮胎径向变形(31) 轮胎径向变形是车辆行驶过程中遇到路面不平度影响时而使轮胎在半径方向上产生的变形,定义为无负载时轮胎半径t r 与负载时轮胎半径tf r 之差。即: t tf r r ρ=- 6. 轮胎的滚动阻力系数(40) 轮胎滚动阻力系数等于相应的载荷作用下滚动阻力R F 与车轮垂直载荷,z w F 的比

值即:,R R z w F f F = 7. 轮胎驱动力系数与制动力系数(50) 驱动时驱动力 x F 与法向力z F 之比称为轮胎驱动力系数μ;在制动力矩作用下,制动力bx F 与轮胎法向载荷z F 的比值为轮胎制动力系数b μ。 8. 边界层(70) 当流体绕物体流动时,在物体壁面附近受流体粘性影响显著的薄层称为“边界层”。 9. 压力系数(74) 定义车身某电的局部压力p 与远处气流压力p ∞间的压差与远处气流压力p ∞之 比为压力系数p C 。即p p p p C p p ∞∞∞ -?== 10. 风洞的堵塞比(77) 车辆迎风面积与风洞送风横断面面积之比称为风洞的堵塞比。 11. 雷诺数(79) 雷诺数v Re L v = 式中:v 是气流速度,L 是适当选择的描述流体特性的长度,v 为流体的运动粘度 12. 空气阻力系数(82-83) 空气阻力系数 D C 为单位动压单位面积的空气阻力。F F /=D D D A C Aq q ∞∞= 式中:F D 为空气阻力(单位N ),A 为参考面积(单位2m ),通常采用汽车的迎风面积;q 为动压力(单位Pa )等于2/2a u ρ 13. 旋转质量换算系数(88) 旋转质量换算系数 21i i v d m r δΘ= + 式中:i Θ表示等效的旋转质量转动惯量,d r 驱动轮滚动半径,v m 车辆整备质量

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