汽车系统动力学（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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喻凡 著

图书标签:

• 汽车工程
• 动力学
• 车辆控制
• 汽车悬架
• 汽车振动
• 系统建模
• 仿真
• 汽车技术
• 机械工程
• 交通工程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111551737

版次：2

商品编码：12122510

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十五”国家级规划教材

开本：16开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：385

内容简介

　　本书除了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。该版新增加了一章关于驾驶员模型、人-车-路闭环系统及车辆操纵品质评价的内容；新增应用分岔理论进行非线性悬架动力学及前轮摆振分析的一个实例。

目录

第2版前言
第1版前言
常用符号表
绪篇概论和基础理论
第一章车辆动力学概述3
第一节历史回顾3
第二节研究内容和范围6
第三节车辆特性和设计方法9
第四节术语、标准和法规12
第五节发展趋势14
参考文献17
第二章车辆动力学建模方法及基础
理论19
第一节动力学方程的建立方法19
第二节非线性动力学系统分岔分析21
第三节多体系统动力学方法26
第四节非完整系统动力学32
参考文献36
第三章充气轮胎动力学38
第一节概述38
第二节轮胎的功能、结构及发展40
第三节轮胎模型42
第四节轮胎纵向力学特性46
第五节轮胎垂向力学特性66
第六节轮胎侧向力学特性72
参考文献75
第四章空气动力学基础77
第一节概述77
第二节空气的特性77
第三节伯努利方程79
第四节压力分布和压力系数81
第五节对实际气流特性的考虑82
第六节空气动力学试验84
第七节汽车的空气阻力90
参考文献94
第一篇纵向动力学
第五章纵向动力学性能分析97
第一节动力的需求与供应97
第二节动力性101
第三节燃油经济性105
第四节驱动与附着极限和驱动效率109
第五节制动性114
参考文献123
第六章纵向动力学控制系统124
第一节防抱死制动控制124
第二节驱动力控制系统130
第三节车辆稳定性控制系统133
参考文献139
第七章动力传动系统的振动分析140
第一节扭振系统的激振源140
第二节扭振系统模型与分析142
第三节动力传动系统的减振措施147
参考文献149
第二篇行驶动力学
第八章路面模型及舒适性标准153
第一节概述153
第二节路面输入及其模型154
第三节车辆舒适性评价标准165
参考文献171第九章行驶动力学模型172
第一节概述172
汽车系统动力学第2版
目录第二节与平顺性相关的部件特性173
第三节模型推导的前提及简化
条件与分析185
第四节单轮车辆模型的推导及分析187
第五节半车模型的推导及分析196
第六节整车模型的推导及分析199
参考文献201
第十章可控悬架系统202
第一节车身高度调节系统202
第二节自适应阻尼调节系统203
第三节可切换阻尼系统205
第四节全主动系统205
第五节有限带宽主动系统207
第六节连续可变阻尼的半主动系统208
第七节各类悬架系统的性能比较209
第八节主动悬架控制算法介绍211
参考文献220
第三篇操纵动力学
第十一章基本操纵模型225
第一节概述225
第二节基本操纵模型假设226
第三节运动方程的推导226
第四节操纵特性分析231
第五节对实际问题的考虑243
第六节实例分析与比较246
参考文献249
第十二章扩展的操纵模型及
实例分析250
第一节概述250
第二节考虑车身侧倾的三自由度
模型250
第三节车轮转动效应255
第四节转向系统的影响257
第五节悬架运动学260
第六节变形转向261
第七节操纵动力学性能实例分析265
参考文献273
第十三章转向系统动力学及控制274
第一节概述274
第二节转向系统振动分析275
第三节四轮转向系统286
第四节电动助力转向系统294
第五节主动前轮转向系统301
参考文献307
第十四章驾驶人模型与车辆操纵
品质评价309
第一节概述309
第二节驾驶人控制下的车辆运动309
第三节驾驶人模型参数辨识311
第四节基于驾驶人模型的车辆
操纵品质评价313
参考文献325
第四篇车辆计算机建模与仿真
第十五章车辆动力学计算方法与
软件329
第一节概述329
第二节面向目标设计的车辆动力学
仿真软件330
第三节多体系统动力学分析软件330
第四节程序工具箱335
第五节各类方法的比较337
参考文献337
第十六章MATLAB环境下车辆系统
建模、仿真与控制器设计
实例339
第一节MATLAB/Simulink 软件介绍339
实例
1——制动动力学计算机建模、
仿真及ABS控制器设计340
第三节实例2——行驶动力学计算机建模、仿
真及主动悬架控制器设计342
第四节实例3——操纵动力学计算机建模、
分析及4WS控制器设计346
参考文献351
第十七章应用ADAMS软件的多体动
力学实例分析352
第一节ADAMS/Car模块介绍352
第二节轿车前悬架建模实例353
第三节模型仿真分析361
参考文献363
第十八章车辆动力学集成控制及应用
CarSim软件的实例分析364
第一节概述364
第二节集成控制结构365
第三节集成控制策略367
第四节一种基于轮胎力最优分配的集成
控制方法368
第五节一个应用CarSim软件的仿真分析
实例372
参考文献378
名词索引379

前言/序言

　　作者于1996年从英国利兹大学获得博士学位回国后，即在国内率先为研究生开设了汽车系统动力学课程。在近20年的教学实践中，形成了自己的体系和风格，得到了学生们的广泛好评。在此基础上，于2005年出版了普通高等教育“十五”国家级规划教材《汽车系统动力学》。时间飞逝，距与林逸教授合作编著教材已过去11年，在这期间，有许多热心的读者提出了非常好的意见和建议，加之该领域最新研究成果不断涌现，以及作者在教学实践中的一些新体会和感悟，促使作者做出了补充、修改和完善本书的决定，希望更新后的第2版能够更好地为读者服务。本书延续第1版的写作风格，通过结合实例来帮助学生理解从动力学建模、仿真分析到控制器设计的全过程。本书通过更多且略复杂的实例来介绍近来汽车系统动力学方面的新领域和新热点，着重从以下几方面对内容进行了补充：1）增加了一章关于驾驶人模型、人—车—路闭环系统及车辆操纵品质评价的内容。2）增加了一章作者近年来关于车辆底盘集成控制的研究成果，包括一个实例分析。3）增加了一个应用分岔理论进行非线性悬架动力学及前轮摆振分析的实例。4）对转向系统动力学及控制一章进行了较大的更新和补充，并增加了关于汽车主动转向控制方面的内容。5）应用ADAMS软件对某轿车前悬架建模的实例重新进行了修改。相应于以上新增内容，作者要特别感谢国内外同行和朋友所提供的帮助，主要有日本神奈川工科大学的安部正人教授、浙江大学李道飞博士、上海交通大学李鸿光教授、一汽解放青岛汽车有限公司的李胜博士、北京理工大学的施国标博士和青岛理工大学的柳江博士。关于车辆底盘集成控制一章的内容主要是作者近十年的研究成果，很大程度上得益于两个国家自然科学基金项目（编号：50875163和51375299），在此对国家自然科学基金委员会的资助表示感谢。由于条件有限，书中难免存在疏漏之处，恳请广大读者提出宝贵意见，并通过出版社或直接与作者联系。
　　编著者2016年11月汽车系统动力学是20世纪发展起来的新学科，随着对现代汽车性能和行驶速度要求的提高，以及不断涌现的底盘控制技术的应用，汽车系统动力学本身的研究内容更加丰富。本书作者分别自1989年和1996年起在原吉林工业大学、上海交通大学和北京理工大学为研究生讲授“汽车系统动力学”课程。结合这方面的一些教学经验和科研工作，于2001年底向教育部申请出版此书，期望为高校本科生或研究生提供一本汽车系统动力学课程的教材。本书介绍的内容比较广泛，从本学科的历史到学科的最新发展均有涉及。内容安排上由浅入深，注重实例分析，力图使读者在了解汽车系统动力学基本内容的同时，通过几个完整的实例了解运用系统方法及现代控制理论进行车辆动力学建模、仿真分析和控制系统设计的方法，同时也掌握有关系统动力学分析软件的使用方法。因此，也期望本书对从事汽车工程研究的技术人员有参考价值。在本书的编写过程中，得到了国内外同行和朋友的热情帮助。特别感谢同济大学张洪欣教授在2004年上海炎热的夏天花费整整两个月的时间对本书进行通篇审阅。同时，也感谢英国利兹大学的戴维·克劳拉教授，他就本书的结构和内容提出了口头建议。我们还请合肥工业大学的陈无畏教授（行驶和操纵部分）、吉林大学林柏忠副教授（轮胎模型部分）、北京航空航天大学康宁教授（空气动力学基础部分）、上海交通大学何维廉和鲁统利副教授（传动系统扭振部分）对相关部分章节进行了审阅。在资料收集过程中得到了清华大学夏群生教授、江苏大学高翔教授的帮助，美国威斯康星大学的黄子春先生为购买国外参考书提供了资助。此外，在编写过程中还得到了上海交通大学和北京理工大学车辆工程专业研究生的热情帮助，在此一并表示感谢。由于时间较为仓促，书中难免有不当之处，恳请读者批评指正。
　　编著者2005年6月

《汽车系统动力学（第2版）》内容简介 本书是一本专注于汽车系统动力学理论与应用的综合性著作，旨在为读者提供深入理解汽车行驶过程中复杂动力学行为的知识体系。本书第二版在第一版的基础上，进行了全面的修订和内容更新，更加贴合当前汽车技术的发展前沿和工程实践需求。 全书共分为十五章，结构清晰，逻辑严谨，由浅入深地层层递进，涵盖了从基础理论到高级应用的广泛内容。 第一篇：汽车动力学基础 第一章 绪论：首先，本书将为读者建立汽车动力学研究的宏观视角，阐述汽车动力学的研究对象、研究方法、在汽车设计与分析中的重要性，并概述汽车动力学研究的历史沿革与发展趋势。通过本章的学习，读者将对汽车动力学有一个初步的认识，并理解其在现代汽车工程领域不可或缺的地位。 第二章 汽车运动学基础：本章将系统性地介绍汽车运动学相关的基本概念和数学工具。包括质点和刚体的运动描述（位移、速度、加速度），坐标系的选择（惯性坐标系、非惯性坐标系），以及如何利用向量和矩阵等数学工具来精确描述汽车的运动状态。同时，会涉及汽车的自由度及其在不同工况下的简化模型，为后续的动力学分析奠定坚实的基础。 第三章 汽车动力学模型：本章深入探讨汽车动力学模型的建立。我们将从牛顿第二定律和达朗贝尔原理出发，推导汽车作为质点和刚体的基本动力学方程。重点介绍汽车的质量分布、惯性特性以及它们对汽车运动的影响。同时，会讨论不同简化程度的动力学模型，以及在不同分析场景下模型选择的原则，例如考虑前后桥、四轮、甚至更精细的悬架模型。 第四章 轮胎动力学：轮胎是汽车与地面接触的关键部件，其性能直接影响汽车的行驶安全性与操控性。本章将详细介绍轮胎的结构、工作原理以及其在不同工况下的力学特性。我们将分析轮胎的纵向力、侧向力特性，包括摩擦圆理论、 Pacejka 轮胎模型等经典和现代的轮胎模型，并探讨轮胎参数（如气压、磨损）对整体动力学行为的影响。 第五章 悬架动力学：悬架系统在保证汽车行驶平顺性、稳定性和操控性方面起着至关重要的作用。本章将深入分析各种典型悬架结构的动力学特性，包括麦弗逊式、双叉臂式、多连杆式等。我们会利用动力学方程分析悬架在载荷、激励下的响应，介绍悬架的刚度、阻尼特性，以及如何通过优化悬架参数来改善汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。 第二篇：汽车行驶动力学 第六章 汽车直线行驶动力学：本章专注于分析汽车在直线行驶状态下的动力学行为。我们将讨论汽车的驱动力、阻力（空气阻力、滚动阻力、制动阻力）以及它们如何共同决定汽车的加速、减速性能。会分析汽车的爬坡能力、最高车速等关键性能指标，并探讨发动机、传动系统、轮胎等对直线行驶性能的影响。 第七章 汽车转向动力学：转向是汽车实现机动性的核心功能。本章将详细研究汽车的转向特性，包括转弯半径、转向比、侧滑角等基本概念。我们会分析汽车在不同速度和转向输入下的侧偏运动，介绍汽车的不足转向、过度转向和中性转向特性，以及影响转向特性的关键因素，如轴距、质心高度、轮胎侧向刚度等。 第八章 汽车制动动力学：制动系统是保障行车安全的关键。本章将深入分析汽车的制动过程，包括制动力分配、制动稳定性、制动距离等。我们将讨论不同制动器类型（盘式、鼓式）的工作原理，以及 ABS（防抱死制动系统）等主动安全技术在制动过程中的作用，并分析制动性能与轮胎抓地力、路面状况等的关系。 第九章 汽车加速与减速动力学：本章将综合分析汽车在加速和减速过程中的动力学响应。我们将建立能够描述不同工况下汽车加速和减速的动力学模型，并分析传动系特性、发动机特性、以及路面状况对加速和减速性能的影响。还会探讨能量回收系统（如混合动力汽车的再生制动）对减速动力学的影响。 第十章 汽车通过性动力学：本章关注汽车在各种复杂路况下的通过能力。包括汽车在斜坡、坑洼、越障等情况下的动力学响应，分析汽车的离地间隙、接近角、离去角、纵向通过角等几何参数的重要性。会讨论如何通过优化悬架和车身设计来提高汽车的通过性。 第三篇：汽车操纵稳定性与安全性 第十一章 汽车操纵稳定性：本章是对汽车操控性和稳定性的深入探讨。我们将从转向特性的基础上，进一步分析汽车在动态过程中的稳定性。包括稳态转向特性、瞬态响应特性、以及不同工况下的稳定性裕度。会介绍频率响应分析、根轨迹法等分析工具，以及如何通过车辆动力学设计来达到预期的操纵稳定性目标。 第十二章 汽车行驶安全性：行驶安全是汽车设计的重中之重。本章将从动力学角度分析各种可能影响汽车行驶安全性的因素。包括高速行驶的稳定性、紧急变道时的动态响应、以及失控情况下的行为分析。会重点介绍车辆控制系统（如 ESP、TCS）在提升汽车行驶安全性方面的作用，以及主动安全与被动安全技术的协同作用。 第十三章 汽车振动与平顺性：乘坐舒适性是评价汽车性能的重要指标之一。本章将分析汽车在行驶过程中产生的各种振动源，包括发动机振动、路面激励、悬架系统引起的振动等。我们会研究振动传播的途径，并介绍减振降噪的技术手段，如隔振器、阻尼材料的应用，以及如何通过动力学分析来优化悬架和车身的设计，提高汽车的平顺性。 第四篇：高级议题与应用 第十四章 车辆主动控制系统：随着汽车智能化、电动化技术的发展，车辆主动控制系统日益重要。本章将介绍当前主流的车辆主动控制系统，如电子稳定程序（ESP）、牵引力控制系统（TCS）、主动悬架、线控转向（Steer-by-Wire）、线控制动（Brake-by-Wire）等。我们会深入分析这些系统的控制原理、动力学模型以及它们如何通过对车辆运动状态进行实时干预来提升车辆的操控性和安全性。 第十五章 汽车动力学仿真与实验：理论分析与实验验证是动力学研究不可或缺的两个环节。本章将介绍汽车动力学仿真技术，包括常用仿真软件（如 Adams, CarSim, Simulink）的应用，以及如何建立和使用仿真模型来预测和评估汽车的动力学性能。同时，会讨论汽车动力学实验的方法和设备，包括整车性能测试、部件性能测试等，强调仿真与实验的结合对于优化汽车设计的重要性。 本书的编写风格力求严谨而不失易懂，在介绍理论知识的同时，辅以大量的工程实例和图表，帮助读者更好地理解抽象的动力学概念。每章的末尾都附有习题，旨在巩固读者所学知识。 本书适合汽车工程、机械工程、车辆工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事汽车设计、研发、制造、测试、调校等工作的工程师阅读。对于对汽车动力学感兴趣的广大汽车爱好者，本书也将是一本极具启发性的参考读物。 通过对本书的学习，读者将能够系统地掌握汽车动力学的基本原理，理解汽车行驶过程中各种复杂运动现象背后的动力学规律，并能够运用所学知识分析和解决实际工程问题，为开发更安全、更舒适、更高效的汽车产品提供理论支持。

评分☆☆☆☆☆

我是一位汽车工程领域的初学者，之所以选择这本书，很大程度上是被它“第2版”这个字样所吸引。这意味着它是在第一版的基础上进行了更新和完善，想必内容上会更加贴近当前的技术发展和研究前沿。从目录的编排来看，逻辑性很强，章节之间的过渡也很自然，这对于我这样需要循序渐进学习的读者来说，无疑是一大福音，能够帮助我建立起清晰的知识框架。

评分☆☆☆☆☆

对于一本技术类书籍而言，阅读的舒适度至关重要。这本书的纸张选择恰到好处，既有厚度感，又不会过于沉重，翻阅时声音也比较悦耳。书中的插图和公式的印刷清晰度非常高，即使是复杂的图表也能一目了然，这对于理解抽象的动力学概念提供了极大的便利，让我能更专注于知识本身，而不是被模糊不清的图像所干扰。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书后，我迫不及待地翻开。书的封面设计虽然简洁，但非常有力量感，色彩搭配也很和谐，让人一眼就能感受到其专业性和深度。翻阅时，我能感觉到纸张的质量相当不错，触感顺滑，并且没有刺鼻的油墨味，这对于长时间阅读的人来说，是非常重要的考量。书页的印刷清晰，字体大小也适中，阅读起来眼睛不容易疲劳。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量真的是没得说。我尤其喜欢它纸张的颜色，不是那种过于雪白的，而是略带米黄色的，对眼睛比较友好，长时间阅读也不会觉得刺眼。书页的边缘也处理得非常光滑，拿在手里没有任何不适感。封面和书脊的设计也很专业，看起来就像一本经典的学术著作，非常适合放在书房的显眼位置。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最先注意到的是它扉页的设计，虽然只是一个简单的信息页面，但字体大小、行距的安排都恰到好处，让人在第一时间就能感受到编辑的用心。书页的裁剪也非常整齐，边缘没有任何毛刺，这在细节之处体现了印刷的精良。更重要的是，当我不小心将手指甲轻轻刮过书页时，感受到的是一种温润的触感，而不是那种廉价纸张的粗糙感，这让我对接下来的阅读体验充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧工艺非常令人赞赏。它的锁线装订方式，使得整本书在打开时能够平铺，不像一些胶装书那样容易散架，也方便了我在阅读和做笔记时将书页固定。书页的厚度适中，不会显得过于轻飘，也不会沉重得难以携带，是一种恰到好处的手感。这种对细节的追求，让我觉得这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一件精心制作的工艺品。

评分☆☆☆☆☆

当我将这本书从书架上取下时，我立即被它沉甸甸的重量所吸引，这通常预示着内容上的丰富和深入。书名的设计简洁有力，字体也相当考究，搭配整体的封面色调，营造出一种严谨的学术氛围。我特别注意到，书页的边缘处理得非常光滑，没有丝毫毛糙感，这在细节上体现了其高品质的印刷制作。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《汽车系统动力学（第2版）》后，首先映入眼帘的是它低调而又不失专业的封面设计。我个人偏爱这种不花哨，但细节处透露出精致的书籍。书页的纸张触感非常好，是一种略带哑光的质感，翻阅时不会产生刺眼的反光，这对于长时间沉浸在技术知识的学习中至关重要。

评分☆☆☆☆☆

我在书店里偶然发现了这本书，第一眼就被它厚重的质感所吸引。拿在手里，能明显感觉到它并非是一本轻飘飘的入门读物，而是承载了大量信息和知识的砖块。书名“汽车系统动力学（第2版）”的字体设计，以及背景图案的选择，都传递出一种严谨、扎实的学术氛围，让我对接下来的内容充满了好奇。

评分☆☆☆☆☆

这本书的包装，第一眼看上去就显得非常专业，硬壳封面，纸张的质感也很好，翻阅起来有一种扎实的感觉。书名“汽车系统动力学（第2版）”几个大字印刷得清晰有力，传递出一种严谨而全面的学术气息。我尤其喜欢它整体的配色方案，深邃的蓝色和银色的字体搭配，既显高端又不会过于花哨，摆在书架上相当醒目。

评分☆☆☆☆☆

非常满意！！！！！！！

评分☆☆☆☆☆

非常棒的书，车辆工程研究生必看，本科也可以看。

评分☆☆☆☆☆

好东西。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

要慢慢看！不错！

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

车辆研究生必备

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

车辆研究生必备

评分☆☆☆☆☆

车辆研究生必备