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喻凡 编

图书标签:

• 车辆动力学
• 车辆控制
• 汽车工程
• 自动驾驶
• 底盘设计
• 悬架系统
• 动力系统
• 建模与仿真
• 控制算法
• 车辆稳定性

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111321514

版次：1

商品编码：10490541

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 全国工程硕士专业学位教育指导委员会推荐教材

开本：16开

出版时间：2010-12-01

用纸：胶版纸

页数：309

内容简介

《车辆动力学及其控制》作为全国工程硕士专业学位教育指导委员会选定的全国工程硕士研究生教育核心教材之一，系统地介绍了车辆动力学及其控制的理论和方法。全书由地面车辆和轨道车辆两大部分组成，其中地面车辆部分首先对汽车的纵向、侧向和垂向动力学及其控制系统分别给予介绍，此外还包括了汽车的空气动力学、侧翻以及履带车辆动力学的内容；轨道车辆部分的内容主要包括轮轨关系及基本理论、蛇行运动与稳定性、随机响应理论、曲线导向理论、轨道车辆的纵向动力学以及轨道车辆的运行安全性等。在内容安排上充分考虑了知识结构的完整性和系统性，注重实例分析，使读者在了解车辆动力学基本内容的同时，通过几个完整的实例学会运用系统方法及现代控制理论进行动力学建模、仿真分析和控制系统设计的方法，同时也掌握相关系统动力学分析软件的使用方法。
《车辆动力学及其控制》可作为高等院校车辆工程专业的工程硕士教材，也可用作本科和工学硕士的教学用书和企业技术人员的培训教材，对从事车辆工程研究的技术人员也有参考价值。

目录

前言
第一章 车辆纵向动力学及其控制
第一节 轮胎纵向力学特性
一、轮胎的滚动阻力
二、道路阻力
三、轮胎侧偏阻力
四、总的车轮滚动阻力
五、轮胎纵向力与滑动率的关系
第二节 汽车的动力与传动系统
一、理想的动力传动特性
二、动力传动系统的功能
三、现代动力传动系统的种类和组成
第三节 驱动动力学性能及分析
一、车辆行驶阻力与功率需求
二、驱动系统的特性场
三、车辆动力与传动系统性能仿真
四、建模工具介绍
第四节 动力与传动系统的控制
一、发动机燃油喷射及电子点火控制
二、离合器控制
三、自动变速器控制
第五节 制动动力学及其控制
一、概述
二、直线制动动力学分析
三、制动稳定性分析
四、制动力控制系统
五、车轮防抱死控制系统
第二章 车辆操纵动力学及其控制
第一节 轮胎侧偏特性与轮胎模型
一、相关术语及定义
二、轮胎模型
三、轮胎的侧向力学特性
四、整车建模中对轮胎模型的考虑
第二节 基本操纵模型
一、作用于车辆的外力与外力矩
二、基本操纵模型假设
三、运动方程的推导
四、操纵动力学特性分析
五、对实际问题的考虑
第三节 基本操纵模型的扩展
一、考虑车身侧倾的三自由度操纵模型
二、车轮转动效应
三、转向系统的影响
四、悬架运动学
五、变形转向
第四节 转向系统的控制
一、四轮转向系统
二、电动助力转向系统
第三章 车辆行驶动力学及其控制
第一节 路面输入模型
一、路面测量技术及数据处理
二、路面输入模型
第二节 汽车舒适性评价标准
一、标准
二、平顺性测量
第三节 行驶动力学模型
一、模型推导的前提
二、单轮车辆模型的推导
三、半车模型的推导和结果分析
四、整车模型的推导和结果分析
第四节 可控悬架系统
一、车身高度调节系统
二、自适应系统
三、可切换阻尼系统
四、全主动系统
五、有限带宽主动系统
六、连续可变阻尼的半主动系统
七、各类悬架系统的性能比较
第四章 汽车空气动力学
第一节 SAE汽车动力学坐标系及相关术语和定义
第二节 气动阻力
一、形状阻力
二、摩擦阻力
三、诱导阻力
四、干扰阻力
五、内部阻力
第三节 气动升力
第四节 气动力对汽车性能的影响
一、概述
二、发动机功率与车速的关系
三、气动阻力与最高车速的关系
四、气动阻力对加速度的影响
五、气动阻力对燃油经济性的影响
第五节 气动力对汽车操纵稳定陛的影响
一、概述
二、影响汽车操纵稳定性的气动力
三、提高操纵稳定性的汽车造型措施
四、侧倾力矩
第六节 汽车空气动力学试验
一、试验基本方法
二、汽车风洞
三、汽车风洞试验的准则
四、风洞试验的测量方法
第五章 汽车侧翻
第一节 刚性汽车的准静态侧翻
第二节 考虑悬架的准静态侧翻
第三节 汽车的瞬态侧翻
一、简单的侧翻模型
二、横摆-侧翻模型
三、绊倒侧翻
第四节 侧翻事故过程
第六章 履带式车辆动力学概述
第一节 悬架系统
一、弹性元件的发展
二、减振器的发展
第二节 履带车辆行驶动力学
一、履带效应
二、行驶动力学模型
第三节 履带车辆转向动力学
一、作用在履带车辆上的外力
二、作用在履带车辆上的外力矩
三、转向阻力系数
四、转向所需牵引力和制动力
第七章 轮轨关系及基本理论
第一节 概述
第二节 轮轨接触几何关系
第三节 蠕滑理论
第四节 单轮对的仿真模拟
第八章 蛇行运动与稳定性
第一节 横向稳定性及车辆的临界速度
第二节 单轮对横向稳定性
第三节 H型构架式转向架横向稳定性
第四节 整车横向稳定性
第九章 轨道车辆的随机响应理论
第一节 轨道的随机激励输入描述
一、轨道高低不平顺
二、轨道水平不平顺
三、轨道方向不平顺
四、轨道轨距不平顺
第二节 车辆的随机响应计算
第三节 地铁列车的随机响应
第十章 曲线导向理论
第一节 概述
第二节 单轮对的曲线通过数学模型
一、单轮对的线性曲线通过模型
二、单轮对的非线性曲线通过模型
第三节 单转向架的曲线通过模型
第四节 四轴车曲线通过模型
第五节 独立轮及轮对的导向问题
第十一章 轨道车辆的纵向动力学
第一节 列车的纵向动力学
第二节 纵向振动数学模型
第三节 制动和牵引对列车纵向振动的影响
一、紧急制动工况
二、常用制动工况
三、起动牵引工况
第四节 列车碰撞动力学
第十二章 轨道车辆的运行安全性
第一节 脱轨的类型及机理
第二节 基本的脱轨安全评价指标
一、Nadal公式
二、Marie公式
三、Weinstock准则
四、JNR的动态脱轨判断准则
五、滑轨判断准则
第三节 影响因素及防治措施
一、影响因素
二、防治措施
参考文献

前言/序言

精密制造与先进材料科学导论 本书简介 《精密制造与先进材料科学导论》旨在为读者提供一个全面而深入的视角，探索现代工业制造领域中至关重要的两个核心支柱：精密工程技术与高性能材料科学的交叉融合。本书并非侧重于传统的机械运动学或系统控制理论，而是聚焦于如何通过对材料微观结构的精确调控，以及对制造过程参数的纳米级控制，实现超高精度和超高可靠性的零部件生产。 第一部分：先进材料的本征特性与设计 本部分将详细阐述构成现代精密器件的各类先进材料的结构、性能及其设计理念。 第一章：高性能结构材料的微观基础 本章首先回顾了固体物理和晶体学中与宏观性能直接相关的基本概念，例如晶格缺陷、位错、晶界对材料力学性能的影响。随后，重点讨论了金属合金（如高熵合金、形状记忆合金）和陶瓷材料（如超细晶陶瓷、非氧化物陶瓷）在极端环境（高温、高压、腐蚀）下的性能表现。深入分析了复合材料，特别是纤维增强复合材料（如碳纤维增强环氧树脂、陶瓷基复合材料）的设计原理，如何通过优化纤维铺设角度和基体选择，实现各向异性力学性能的精确调控。 第二章：功能性材料在精密制造中的应用 现代精密系统往往依赖于材料所具备的特定功能而非单纯的结构强度。本章将聚焦于电学、磁学、光学和热学功能材料。详细介绍了半导体材料（如SiC、GaN）的掺杂技术及其在微电子封装中的应用；探讨了压电陶瓷（PZT）和磁致伸缩材料在传感器和驱动器中的机理与选型。此外，还涵盖了智能材料，如形状记忆聚合物和自修复材料，它们如何为制造系统引入新的设计维度。 第三章：材料的表面工程与界面科学 在微纳尺度下，材料的表面性能往往决定了器件的整体性能和寿命。本章着重于表面改性技术，包括但不限于热喷涂、PVD/CVD薄膜沉积技术。详细解析了超硬涂层（如类金刚石膜、氮化钛）的生长机制及其对摩擦学性能的改善。此外，本章还探讨了材料界面行为，如粘接、润滑和腐蚀的机理，为确保多材料系统长期可靠运行提供理论依据。 第二部分：超精密制造技术与过程控制 本部分将从制造工艺的角度，阐述如何将先进材料转化为具有纳米级精度要求的物理实体。 第四章：微纳尺度加工的物理基础 本章不再讨论传统的切削加工，而是侧重于非接触或小切深加工技术。深入分析了激光加工（如激光烧蚀、激光诱导击穿）的能量耦合机制，以及其在微孔制造和表面纹理化中的应用。对电子束和离子束加工技术进行了详尽的介绍，特别是它们在光刻胶图案转移和材料选择性去除中的高精度优势。 第五章：先进成型与增材制造技术 介绍了当代精密制造中日益重要的成型技术。在传统成型方面，深入探讨了粉末冶金中的热等静压（HIP）技术，如何消除内部孔隙以提升材料密度和均匀性。在增材制造（3D打印）领域，重点分析了选择性激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）工艺。研究了这些技术在控制熔池对流、晶粒组织形成、以及如何应对梯度材料制造挑战方面的最新进展。 第六章：过程质量的实时监测与反馈 精密制造的核心在于对加工误差的实时识别和补偿。本章详细介绍了先进的在位测量技术，包括激光干涉仪、原子力显微镜（AFM）在加工过程中的应用潜力。重点讨论了传感器融合技术，如何将温度场、振动信号和光学轮廓数据整合，建立精确的工艺状态模型。最后，探讨了基于机器学习算法的工艺参数自适应调整策略，以应对材料批次差异和环境波动带来的挑战。 第七章：超精密装配与计量学 即使制造出完美的零件，最终的系统性能也依赖于它们的精确装配。本章介绍了高精度对准、定位和连接技术，如超声波焊接、微流体器件的键合技术。在计量学方面，阐述了绝对测量的原理，如基于波的干涉测量和触摸式测量系统的误差源分析与校准方法，确保最终产品的精度符合设计规范。 总结 《精密制造与先进材料科学导论》旨在构建一座连接基础材料科学与前沿工程应用的桥梁。全书注重理论深度与工程实践的结合，适合材料科学、机械工程、航空航天以及微系统技术等领域的学生、研究人员和资深工程师参考阅读，引领读者掌握实现下一代高性能、高可靠性系统的关键技术。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示设计给我留下了非常深刻的印象，它不像某些教科书那样枯燥乏味，充满了晦涩难懂的符号堆砌。相反，作者似乎非常懂得如何用直观的方式来传达复杂的概念。我记得在讲解车辆的俯仰和侧倾运动耦合关系时，书中附带的那几张三维动态模型图，简直是神来之笔，一下子就将抽象的刚体运动具象化了。对于轮胎模型的阐述，也体现了极高的专业水准，从最基础的自行车模型到更贴近实际的Magic Formula，作者层层递进，逻辑性极强，使得即便是初次接触轮胎力学特性的读者，也能逐步建立起正确的认知框架。尤其是关于车辆失稳临界点的判断，书中给出的分析框架非常系统，它不仅仅告诉你“什么情况会失控”，更重要的是告诉你“为什么会失控，以及如何通过设计来避免”。我个人的学习体会是，这本书更像是一位经验丰富的导师在身边手把手地指导，让你在理解每一个公式背后物理意义的同时，也能预见到这些知识在实际调校中可能遇到的挑战和解决方案。阅读过程中，我反复翻阅了关于转向比设计和力矩分配章节，对如何平衡舒适性与操控极限的工程取舍有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的参考文献和案例支持系统非常强大，显示出作者深厚的行业积累。它不仅仅是理论的阐述，更像是对过去几十年车辆动力学研究成果的一次高质量的总结和提炼。我尤其欣赏作者在论证每一个控制策略的有效性时，都会引用具体的、经过实验验证的摩托车或乘用车的动态数据进行回溯和校验。这使得书中的结论具有极强的可信度和应用价值，而不是停留在纯粹的数学推导层面。例如，书中对不同质量分布（如后置发动机、前置电池包）对车辆惯性矩影响的敏感度分析，结合实际量产车型的参数进行对比，让读者能立刻意识到设计决策在实际车辆性能上带来的连锁反应。总而言之，这是一本既能满足学术研究的严谨性要求，又具备工程实践指导意义的重量级著作，值得所有致力于提升车辆性能和安全性的工程师和学者反复研读。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于车辆振动与平顺性那一章的评价是“堪称典范”。通常，动力学书籍会将底盘的振动问题视为一个相对独立的部分来处理，但本书将其有机地融入了车辆的整体控制框架中。作者详尽分析了不同类型的路面激励（如随机白噪声、周期性冲击）如何通过悬架系统传递到车身，并详细对比了半主动和全主动悬架在抑制高频振动和低频摇摆方面的优势与劣势。特别是对于阻尼器特性曲线的优化设计，书中展示了如何通过实时调整阻尼力来提升乘坐舒适度，同时又不牺牲车辆在极限工况下的支撑性能。这体现了现代车辆工程设计中“鱼与熊掌可以兼得”的可能性，只要控制策略得当。我个人认为，对于从事汽车NVH（噪声、振动与平顺性）领域的研究人员来说，这本书提供了极其宝贵的理论基础和分析工具，远超一般教科书的范畴，它真正做到了从“被动减震”到“主动舒适性管理”的跨越。

评分☆☆☆☆☆

这部《车辆动力学及其控制》的书籍，我最近才刚翻阅完，说实话，在接触之前我对这个领域还停留在比较基础的认识上，但读完之后，感觉收获颇丰，尤其是对车辆在不同工况下的响应特性有了更深入的理解。书中对悬架系统的分析尤为细致，从传统的阿克曼转向几何到更复杂的多连杆悬架的力学建模，作者都给出了详实的数学推导和实际案例，让我体会到理论与工程实践结合的魅力。比如在讨论高速过弯时的侧倾和侧偏刚度变化时，作者并没有仅仅停留在公式的罗列上，而是结合了车辆的几何参数和轮胎的力学特性，清晰地阐述了这些因素如何共同影响车辆的稳定性边界。我特别欣赏的是，书中对于主动悬架和电子稳定系统（ESC）的介绍，它不仅仅是描述这些系统的工作原理，更是深入探讨了如何通过先进的控制算法来优化车辆的动态性能，例如在紧急避险和湿滑路面上的表现，这对于想从事车辆控制算法开发的工程师来说，无疑是一份宝贵的参考资料。唯一的不足可能在于，对于一些极其前沿的电驱动车辆的动力学特性探讨，篇幅相对有限，如果能加入更多关于扭矩矢量分配对车辆操控影响的分析，那就更加完美了。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我对动力学类书籍普遍抱有一种敬畏心理，因为它们往往需要深厚的数学功底才能驾驭。然而，这部《车辆动力学及其控制》在难度梯度上做得非常平衡。它从最基础的牛顿-欧拉方程出发建立车辆的运动学模型，这部分内容非常扎实，适合作为工程力学的补充阅读。但最让我感到惊喜的是，作者巧妙地将线性化分析与非线性系统理论结合了起来。例如，在讨论车辆在小扰动下的稳定性时，采用的李雅普诺夫稳定性判据和特征值分析，清晰地揭示了系统的固有特性；而在探讨大侧滑角下的车辆极限行为时，又引入了更复杂的数值模拟方法。这种“先易后难，逐步深入”的叙事结构，极大地降低了读者的学习门槛，但又保证了内容的深度和广度。我感觉这本书的价值不仅在于传授知识点，更在于构建了一种系统的、面向控制的动力学思维模式，这对于我后续研究如何设计更鲁棒的自动驾驶决策模块至关重要。

评分☆☆☆☆☆

可以

评分☆☆☆☆☆

车辆动力学及稳定性控制，及具参考价值，强烈推荐！

评分☆☆☆☆☆

很好的知识，物流很快

评分☆☆☆☆☆

很好，值得车辆的学生 拥有

评分☆☆☆☆☆

平顺性讲的很不错，全面

评分☆☆☆☆☆

好好好好好

评分☆☆☆☆☆

还行，与车辆系统动力学书本有许多重叠，买来参考

评分☆☆☆☆☆

挺好的，书很不错！！！！

评分☆☆☆☆☆

平顺性讲的很不错，全面