本书在介绍车辆动力学、道路动力学的国内外研究现状的基础上，提出了车辆-道路耦合系统动力学的研究框架，对车辆、道路及车辆-道路耦合系统动力学进行了理论、仿真及实验研究，主要包括基于实验建模、多自由度模型和多体系统动力学模型进行重型车辆动力学的研究；采用积分变换法、Galerkin方法、有限元法分析移动车辆载荷下的道路系统动力学响应；建立车辆-道路耦合系统，比较耦合模型与传统模型动力响应的区别，分析车辆、道路系统参数的低动力设计措施；对于车路耦合实验段的建设、传感器的布置和实验数据的分析处理进行论述。本书将理论和实际相结合，既有理论推导和数值仿真结果，又包含很多实验分析。研究成果可为车辆参数的低动力设计，道路结构的设计、施工、养护和疲劳寿命预测提供理论指导。
样章试读
目录
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绪论 1
0.1 汽车动力学的研究现状 1
0.2 道路动力学的研究现状 5
0.3 轮胎动力学的研究现状 9
0.4 车辆-道路耦舍系统动力学研究框架 11
0.5 车辆-道路耦合系统动力学的研究内容及关键问题 12
参考文献 13
第1章 车辆系统建模及动力学分析 21
l.1 车辆悬架系统中非线性元件的实验建模 21
1.1.1 减振器阻尼特性实验
1.1.2 钢板弹簧刚度特性实验 30
l.2 双轴重型汽车模型及动力学分析 33
1.2.1 车辆模型及其运动微分方程 33
1.2.2 车辆系统的振动响应计算 36
1.2.3 随机激励下车辆的振动响应分析 39
1.2.4 参数影响分析 41
l.3 三轴重型汽车模型及动力学分析 45
1.3.1 具有平衡悬架的三轴重型汽幸模型的建立 46
1.3.2 采用FRC轮胎模型的非线性三轴车辆模型建立 49
1.3.3 随机激励下车辆的振动响应分析 54
1.4 基于虚拟样机技术的重型汽车模型及动力学分析 59
1.4.1 悬架系统模型 60
1.4.2 轮胎及路面模型 63
1.4.3 整车模型集成 65
1.4.4 整车正交优化 66
1.4.5 整车半主动控制分析 75
l.5 本章小结 77
参考文献 78
第2章 车辆载荷作用下道路系统的动力学分析 80
2.1 移动载荷作用下有限长非线性地基梁的动力响应 80
2.1.1 移动集中载荷作用下的非线性地基梁模型 81
2.1.2 Galerkin截断方法处理非线性方程 82
2.1.3 数值算例 84
2.2 移动载荷作用下无限长非线性地基梁的动力响应 88
2.2.1 无限长非线性地基的Timoshenko梁模型 89
2.2.2 移动恒载的多尺度摄动方法 90
2.2.3 移动筒谐载荷的改进Adomian方法 94
2.2.4 移动恒载激励的数值算例 100
2.2.5 移动筒谐载荷激励的数值算例 106
2.3 移动载荷作用下Kelvin地基上无限大双层板的动力响应 109
2.3.1 移动车辆载荷的数学模型描述 109
2.3.2 轮胎接地面积的确定 110
2.3.3 双层薄板的基本运动微分方程 111
2.3.4 双层板动力响应的稳态解析解 113
2.3.5 数值算例 117
2.4 移动载荷作用下弹性半空间地基上无限大双层板的动力响应 122
2.4.1 双层薄板的基本运动微分方程 122
2.4.2 弹性半空间地基的基本运动方程 122
2.4.3 弹性半壁间地基在波数-频率域内的位移和应力计算 124
2.4.4 弹性半空间地基的位移Green函数 125
2.4.5 移动载荷作用下弹性半空向地基上双层板的位移和应力计算 127
2.4.6 数值算例 130
2.5 路面结构三维有限元分析 132
2.5.1 层状体系力学模型及其基本假设 133
2.5.2 路面结构三维有限元儿何建模 133
2.5.3 路面结构振动响应的瞬态动力分析 135
2.5.4 路面结构各层的动力学响应分析 138
2.5.5 沥青路面疲劳寿命的参数影响分析 144
本章小结 147
参考文献 148
第3章 车辆-道路耦合系统建模及动力学分析 151
3.1 二维车辆-道路耦合系统 151
3.1.1 轮胎-路面接触模型 151
3.1.2 车路耦合系统动力学方程 153
3.1.3 轮胎与路面的耦合作用 154
3.1.4 数值计算流程及模型验证 155
3.1.5 两种轮胎模型对车辆-道路耦合系统响应的影响 160
3.2 三维车辆道路耦合系统 166
3.2.1 汽车系统运动微分方程 167
3.2.2 道路系统运动微分方程 169
3.2.3 汽车与路面的精合作用 170
3.2.4 车辆道路耦合模型与传统模型的比较 173
3.2.5 车辆-道路耦合模型与有限元模型的比较 180
3.3 车路系统参数的低动力设计 183
3.3.1 车速的影响 184
3.3.2 汽车载重量的影响 185
3.3.3 车轮质量的影响 185
3.3.4 轮胎刚度的影响 187
3.3.5 悬架刚度的影响 188
3.3.6 轮胎阻尼的影响 190
3.3.7 悬架阻尼的影响 191
3.3.8 轴距的影响 192
3.3.9 轮距的影响 192
3.3.10 路面密度的影响 194
3.3.11 路面厚度的影响 194
3.3.12 路面弹性模量的影响 196
3.3.13 路面泊松比的影响 198
3.3.14 路基反应模量的影响 199
3.3.15 路基阻尼系数的影响 200
3.4 三维非线性黏弹性车辆-道路耦合系统动力响应 200
3.4.1 系统非线性及勤弹性模型 201
3.4.2 非线性汽车系统运动微分方程 202
3.4.3 非线性黏弹性道路系统运动微分方程 204
3.4.4 非线性汽车-道路系统的耦合作用 209
3.4.5 数值积分算法 211
3.4.6 非线性车路耦合系统动力响应 212
3.4.7 车路非线性和路面黏弹性对车路响应的影响 216
3.5 本章小结 221
参考文献 222
第4章 车辆-道路相互作用试验段构建 224
4.1 车辆-道路试验方案 224
4.2 道路试验系统 224
4.2.1 道路结构介绍 224
4.2.2 道路试验系统 224
4.2.3 传感器布设工艺 226
4.3 车辆试验系统 228
4.3.1 车辆系统介绍 228
4.3.2 车辆试验系统 228
4.4道路试验结果分析 229
4.4.1 道路动应变响应分析 229
4.4.2 道路垂向动应力分析 231
4.5 车辆试验结果分析 234
4.6 本章小结 236
参考文献 236
索引 238
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