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第一篇 车辆动力学与控制3

第1章 车辆动力学与控制研究概述3

1.1 车辆稳定性控制系统4

1.2 汽车行驶的平顺性5

1.3 电动汽车的动力性和经济性7

1.4 小结9

第2章 车辆转向系统及其控制11

2.1 轮胎转向特性11

2.1.1 轮胎坐标轴及其受力11

2.1.2 轮胎的侧偏力12

2.1.3 轮胎的动态特性12

2.2 转向盘阶跃输入下的时域响应13

2.3 稳态转向特性15

2.4 四轮转向系统19

2.4.1 四轮转向动力学模型19

2.4.2 四轮转向系统的控制方法20

2.4.3 计算机仿真实例23

2.5 小结26

第3章 汽车行驶的平顺性与安全性27

3.1 引言27

3.2 路面不平度的描述27

3.2.1 路面谱及其分类29

3.2.2 空间频率与时间频率功率谱密度的关系31

3.2.3 路面不平输入的功率谱密度33

3.3 车辆行驶平顺性分析35

3.3.1 系统响应量的功率谱密度35

3.3.2 基于虚拟激励法的单轮车辆的振动分析36

3.3.3 基于虚拟激励法的半车模型的振动分析43

3.4 小结51

第4章 车辆被动悬架的设计与分析53

4.1 车辆悬架及其模型53

4.1.1 车辆悬架的力学模型53

4.1.2 车辆悬架的功能54

4.1.3 非独立悬架和独立悬架55

4.2 单轮车椅悬架系统的动力学模型57

4.3 车辆悬架模型的频率响应函数58

4.4 车辆悬架模型的频率响应分析59

4.4.1 悬架刚度对悬架的影响60

4.4.2 悬架阻尼对悬架的影响62

4.4.3 轮胎刚度对悬架的影响64

4.5 小结66

第5章 车辆主动悬架设计与分析67

5.1 引言67

5.2 四分之一车辆主动悬架的控制方程67

5.3 四分之一车辆主动悬架控制器设计68

5.3.1 传递函数68

5.3.2 有约束控制方程的LMI优化68

5.3.3 基于LMI优化的主动悬架的鲁棒性设计69

5.3.4 基于LMI优化的主动悬架控制器参数70

5.4 四分之一模型的主动悬架性能分析72

5.4.1 频域分析72

5.4.2 时域分析73

5.4.3 鲁棒性分析75

5.5 半车主动悬架控制方程79

5.6 半车主动悬架控制器设计80

5.6.1 基于LMI优化的主动悬架控制器参数82

5.6.2 频域分析84

5.6.3 时域分析86

5.6.4 鲁棒性分析87

5.7 小结89

第6章 车辆侧翻91

6.1 车辆侧翻指标91

6.2 车辆侧倾平面模型92

6.2.1 刚体车辆侧倾的准静态模型92

6.2.2 悬挂车辆侧倾的准静态模型94

6.2.3 侧倾瞬态响应模型96

6.3 三自由度车辆侧翻模型98

6.4 汽车防侧翻控制应用100

6.5 小结101

第7章 轮胎模型103

7.1 轮胎的发展及结构103

7.2 轮胎的受力及运动状态105

7.2.1 侧向力和侧偏现象105

7.2.2 回正力矩108

7.2.3 有外倾角时轮胎的滚动109

7.2.4 轮胎的运动状态110

7.3 典型的轮胎模型112

7.3.1 线性模型112

7.3.2 Dugoff模型113

7.3.3 魔术公式模型114

7.3.4 幂指数统一轮胎模型116

7.3.5 神经网络轮胎模型及其仿真分析118

7.4 小结120

第8章 电动汽车的动力与经济性分析121

8.1 引言121

8.2 电动汽车动力与经济性指标模型122

8.2.1 动力性指标计算模型122

8.2.2 经济性指标计算模型123

8.3 电动汽车动力与经济性的参数灵敏度124

8.3.1 动力性的参数灵敏度124

8.3.2 经济性的参数灵敏度127

8.4 实例计算分析128

8.5 小结133

第二篇 人体脊椎振动特性分析137

第9章 人体脊椎振动分析研究概述137

9.1 车辆振动对人体的影响137

9.2 受振人体的舒适性139

9.3 人体脊椎动态特性研究进展141

9.4 人体脊椎组织结构143

9.5 脊椎生物力学基础146

9.6 小结148

第10章 人体脊椎有限元模型建模151

10.1 建模方法151

10.2 模型的材料属性154

10.3 模型静态特性的有效性验证155

10.4 小结156

第11章 人体脊椎的动态特性分析157

11.1 正常人体脊椎的频率特性157

11.2 正常人体脊椎的模态振型158

11.3 损伤人体脊椎的频率特性分析159

11.4 损伤人体脊椎的模态振型分析160

11.5 小结162

第12章 振动载荷下损伤脊椎的动力响应分析163

12.1 引言163

12.2 损伤模型的建立与仿真分析164

12.3 无阻尼的动态特性167

12.4 有阻尼的动态特性168

12.5 小结168

第13章 人体脊椎组织材料特性的动态敏感性分析171

13.1 研究意义171

13.2 材料属性及建模方法171

13.3 仿真分析175

13.4 结果分析177

13.5 小结179

第14章 人体上身重心位置变化对脊椎动态特性的影响分析181

14.1 研究意义181

14.2 建模方法及人体上身质心位置设定182

14.3 结果分析182

14.4 小结185

第15章 振动载荷下椎间盘的多孔弹性响应分析187

15.1 模型建立与网格划分188

15.2 材料特性188

15.3 边界条件与载荷189

15.4 模型有效性验证190

15.5 仿真结果190

15.6 结果分析194

15.7 小结195

参考文献197

索引203