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图书分类

Book classification
  1. 本书主要基于Car模块对车辆多体系统动力学仿真展开详细论述,内容主要包含六大部分:(1)系统介绍了各种类型悬架模型建立、测试、仿真及问题解决方法;(2)对FSAE大学生方程式赛车整车模型建立、分析、优化系统论述;(3)系统介绍钢板弹簧模型建模的不同方法及各自优缺点;(4)对商用车平衡悬架,整车模型系统论述与分析;包含4×2、6×4、6×2、8×4及多轴系整车模型探讨;(5)对联合系统模型(车辆机电...查看更多

  2. 车辆系统动力学与车辆运动状态直接相关,也是研究车辆行驶安全性、操纵稳定性和乘坐舒适性的重要基础。目前研究方法主要分为两大类:一是采用简化的弹簧-质量-阻尼系统研究整车或者局部系统;二是采用多体系统动力学软件构建物理模型对整车系统或子系统进行仿真研究。与简化模型相比,采用多体系统动力学建模,可兼顾子系统结构及部件柔性化后的柔体系统动力学模型,所获得的与实际相吻合的精确模型为后续工程项目(如零部件耐久疲劳特性)提供更加准确的载荷谱,以提升整车设计及性能指标。
    当前国内外汽车研究机构大多采用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,机械系统动力学自动分析)软件中的Car模块完成整车及子系统工程设计。本书是借助该软件在车辆领域的应用编写而成的,主要包括以下内容:系统介绍各类型悬架模型的建立,包含麦弗逊悬架、推杆式双横臂悬架、扭力梁悬架及国内商用车采用的导向式平衡悬架、推杆式平衡悬架等建模、测试、仿真及对应问题的解决方法;系统介绍钢板弹簧不同建模方法及各自优缺点;对FSAE方程式赛车整车及系统模型进行匹配、实验、调试等系统分析,在整车模型基础上改变后悬架为不同悬架模型对比分析其对整车性能的影响;对商用车平衡悬架及整车模型进行系统论述与分析,包含4×2、6×4、6×2、8×4及多轴系整车模型探讨;对联合系统模型(车辆机电液耦合模型)及算法(PID、模糊、双模、PID模糊)进行系统介绍及案例(主动悬架、弯道制动等)应用;采用Matlab对2自由度、4自由度、7自由度、14自由度整车模型主动控制算法进行案例分析。
    众所周知,整车模式下研究车辆局部系统是更加准确有效的方法,而单独研究子系统则会在一定程度上失去整体性及系统性。例如,整车环境下研究系统的制动特性,可以考虑不同车辆、不同制动力及不同制动时间等更加实际的特性,同时还可以验证不同控制算法的有效性,这对于单个车轮简化模型的优势来说是无可比拟的;整车环境下研究系统的转向特性,可以考虑车速、四轮定位参数、轮胎等其他系统对助力特性的影响;整车环境下研究主动悬架特性,不同悬架物理机构、不同质心位置及不同车轮之间的耦合关系对主动悬架的相互影响比只用1/4、半车或整车悬架模型具有明显的优势。考虑ADAMS软件中Car模块的学习资料目前在国内依然稀缺,商用整车、平衡悬架等模型在文献数据库中依然难于查找,因此作者借助近些年在技术服务与课题研究中的心得,以工程案例的计算机仿真分析为主,在机械工程重点学科和省部级科技平台的支持下,着重探讨了整车系统的动力学仿真特性。书中的案例饱含作者的心血,对工程设计与仿真验证具有指导性,适合汽车工程研究院设计研发人员及高等院校高年级本科生或研究生学习车辆系统动力学参考使用。


    吴 龙
    2019年4月
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  1. 目  录
    第1章  绪  论 1
    1.1  ADAMS的优势 1
    1.2  ADAMS的模块 1
    第2章  麦弗逊悬架模型 7
    2.1  麦弗逊悬架多体模型 7
    2.2  麦弗逊悬架参数变量 34
    2.3  显示组建 35
    2.4  麦弗逊悬架通信器 36
    2.5  悬架子系统的建立 42
    2.6  悬架装配 43
    2.7  车轮激振分析 45
    2.8  仿真错误探讨 47
    第3章  驱动桥模型 50
    3.1  驱动桥模型 50
    3.2  系统单元 68
    3.3  通用数据单元 69
    3.4  驱动轴参数变量 70
    3.5  驱动轴通信器 72
    3.6  双轮同向跳动仿真 75
    3.7  客车加速仿真 77
    第4章  右舵转向系统 81
    4.1  齿轮齿条式转向系统 82
    4.2  转向参数变量 96
    4.3  转向通信器 97
    4.4  转向仿真 103
    第5章  路面模型 106
    5.1  路面类型简介 106
    5.2  对开路面 108
    5.3  对接路面 109
    5.4  减速带路面 111
    5.5  单线移仿真 112
    5.6  连续障碍路面 113
    5.7  匀速直线行驶仿真 115
    5.8  直线制动系统仿真 115
    5.9  分离路面设置 116
    5.10  分离轮胎路面直线制动仿真 118
    5.11  弯道制动系统仿真 119
    第6章  制动系统 121
    6.1  制动系统简介 121
    6.2  制动系统变量参数及通信器 122
    6.3  FSAE赛车Braking文件驱动仿真 123
    6.4  客车Braking仿真 125
    6.5  牵引车Braking仿真 126
    第7章  发动机系统模型 128
    7.1  发动机实验数据 128
    7.2  发动机扭矩图绘制程序 131
    7.3  发动机系统建模 132
    7.4  定半径转弯仿真CRC 135
    第8章  钢板弹簧模型 138
    8.1  钢板弹簧工具箱介绍 138
    8.2  OG Profile(初始几何轮廓) 139
    8.3  钢板弹簧模型 141
    8.4  钢板弹簧分析 146
    8.5  预载荷施加 148
    8.6  钢板弹簧模型装配 148
    8.7  转换模板ADAMS/Car 149
    8.8  钢板弹簧悬架反向激振仿真 153
    第9章  钢板弹簧模型——Nonlinear Beam 155
    9.1  非线性梁 155
    9.2  接触力 164
    9.3  弹簧夹 165
    9.4  钢板弹簧模型约束 165
    9.5  钢板弹簧悬架通信器 170
    9.6  反向激振实验 170
    第10章  FSAE方程式赛车Ⅰ 173
    10.1  FSAE方程式赛车介绍 173
    10.2  后推力杆双横臂悬挂模型 174
    10.3  前推力杆双横臂悬架模型 208
    10.4  中置转向系统 212
    10.5  FSAE轮胎模型 220
    10.6  车身系统 225
    10.7  FSAE整车模型装配 230
    10.8  Fish-Hook仿真 231
    第11章  FSAE方程式赛车Ⅱ 233
    11.1  扭力梁悬架 233
    11.2  FSAE整车模型 252
    11.3  定常半径转弯仿真 252
    第12章  麦弗逊悬架PID控制联合仿真 255
    12.1  主动麦弗逊悬架模型 255
    12.2  路面模型 264
    12.3  路面驱动方案A 265
    12.4  路面驱动方案B 270
    12.5  PID控制器设计 270
    12.6  半主动悬架联合仿真 271
    12.7  时频域、功率谱密度变换程序 278
    第13章  双A臂悬架模糊PID控制联合仿真 280
    13.1  双A臂悬架模型 280
    13.2  双A臂半主动悬架 283
    13.3  模糊PID控制器设计 285
    13.4  双A臂半主动悬架联合仿真 291
    第14章  弯道制动联合仿真 295
    14.1  制动系统设置 296
    14.2  函数编写 298
    14.3  整车模型装配 300
    14.4  ADAMS\Controls设置 301
    14.5  ADAMS与MATLAB软件协同 302
    14.6  双模糊理论 309
    14.7  悬架辅助系统 312
    14.8  制动联合仿真模型 312
    第15章  操纵稳定性仿真 318
    15.1  整车模型(ADAMS/View) 318
    15.2  模糊控制策略 325
    15.3  机控联合仿真 330
    15.4  角阶跃转向仿真实验 335
    15.5  角脉冲仿真实验 337
    15.6  蛇形仿真实验 340
    15.7  漂移仿真实验 342
    15.8  单线移仿真实验 344
    第16章  4×2客货车模型 347
    16.1  驱动轴悬架模型 347
    16.2  4×2牵引车模型 348
    16.3  谐波脉冲转向仿真 349
    16.4  4×2客车模型 351
    16.5  超车仿真 351
    第17章  6×4整车模型Ⅰ 354
    17.1  两片白钢板弹簧模型 354
    17.2  白前桥悬架模型 359
    17.3  货车前桥转向悬架系统 361
    17.4  6×4转向系统 367
    17.5  白驱动轴模型 371
    17.6  导向杆式平衡悬架模型 376
    17.7  6×4整车模型 382
    17.8  6×4整车制动仿真 383
    第18章  6×4整车模型Ⅱ 387
    18.1  双轴推杆式平衡悬架 387
    18.2  6×4整车模型 (推杆式) 398
    18.3  8×6整车模型 399
    18.4  四轴推杆式平衡悬架 401
    第19章  8×4整车模型 404
    19.1  双桥转向悬架模型 404
    19.2  双桥转向系统模型 415
    19.3  tag_axle轴轮胎 420
    19.4  8×4整车模型 421
    19.5  8×4整车速度保持仿真 422
    第20章  柔体系统动力学 426
    20.1  柔性四连杆 426
    20.2  柔性扭力梁悬架 430
    20.3  柔性钢板弹簧 432
    20.4  柔性横直钢板弹簧双横臂悬架 433
    20.5  多柔性FSAE赛车 434
    第21章  2自由度悬架模型 437
    21.1  悬架数学模型 437
    21.2  路面模型 439
    21.3  控制器设计 439
    21.4  振动分析 441
    第22章 “摩托车”主动悬架仿真 445
    22.1  半车数学模型建立 445
    22.2  路面模型 448
    22.3  双模糊控制器设计 450
    22.4  PID控制器设计 453
    22.5  模糊PID控制器设计 456
    第23章  7自由度整车仿真 459
    23.1  7自由度整车数学模型 459
    23.2  整车SIMULINK系统模型 461
    23.3  车轮#1~#4路面模型 464
    23.4  基于整车半主动悬架模糊控制算法 465
    23.5  整车半主动悬架仿真 467
    参考文献 470
    附录 471
    附录A  单片钢板弹簧装配体 471
    附录B  重卡车身通信器 476
    附录C  6×2整车 478
    附录D  Fish-Hook仿真 479
    附录E  14自由度整车 481
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  2. 王孝鹏,男,1983年3月生,福建三明学院机电工程学院教师,讲师;研究方向为车辆系统动力仿真及控制、汽车NVH分析与控制;主持省教育厅项目2项, 横向课题2项,以第一作者发表论文17篇。

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