重型汽车：道路三维相互作用动力学研究

目录
“非线性动力学丛书”序
前言
第1章 引言 1
1.1 重型汽车-道路三维相互作用研究背景与意义 1
1.2 重型汽车系统动力学研究现状 2
1.2.1 重型汽车的非线性动力学及行驶安全性 2
1.2.2 驾驶员行为模拟 3
1.3 道路系统动力学研究现状 4
1.4 曲线桥系统动力学研究现状 6
1.5 本书研究内容 7
参考文献 9
第2章 轮胎三向动态特性实验建模 15
2.1 实验装置及实验方案 15
2.2 轮胎三向刚度分析及非线性建模 18
2.3 轮胎三向阻尼分析及非线性建模 25
2.4 轮胎滞迟非线性模型的建立 30
2.5 小结 31
参考文献 31
第3章 考虑轮胎动态摩擦的重型汽车操纵动力学 33
3.1 动态轮胎模型研究现状 33
3.2 改进的动态轮胎模型建立及验证 34
3.2.1 LuGre动态轮胎模型简介 34
3.2.2 提出改进的LuGre动态轮胎模型 40
3.2.3 改进LuGre动态轮胎模型的验证 48
3.3 基于改进动态轮胎模型的重型汽车操纵动力学分析 50
3.3.1 三轴重型汽车操纵动力学模型 50
3.3.2 基于改进LuGre动态轮胎模型的重型汽车操纵动力学建模及仿真分析 53
3.4 基于改进动态轮胎模型重型汽车转向/制动协同控制 59
3.4.1 重型汽车非线性转向/制动系统鲁棒协同控制 59
3.4.2 控制效果仿真分析 62
3.5 小结 70
参考文献 70
第4章 含道路表面形貌特征的三维路面谱的重构 72
4.1 分形理论在路面不平度中的应用 72
4.1.1 分形基本理论 72
4.1.2 路面不平度分形维数确定方法 73
4.1.3 分形差值原理 75
4.2 含道路表面形貌特征的三维路面谱重构原理 77
4.2.1 路面不平度时域模型的建立 77
4.2.2 基于计盒维数法获得路面参数 79
4.2.3 基于菱形-四边形算法重构三维路面谱 79
4.3 三维路面谱重构结果分析 82
4.3.1 三维路面谱仿真结果 82
4.3.2 重构模型精度分析 83
4.4 三维路面谱在车辆动力学中的应用 85
4.4.1 轮胎与三维路面接触模型的建立 85
4.4.2 基于三维路面的车辆垂向和纵向动力学分析 89
4.4.3 三维路面谱在TruckSim中的应用 100
4.5 小结 104
参考文献 104
第5章 重型汽车--道路三维相互作用系统动力学分析及安全性评价 106
5.1 重型汽车-道路三维相互作用系统建模 106
5.1.1 三向耦合重型汽车模型 106
5.1.2 驾驶员模型 112
5.1.3 车辆模型的验证 114
5.1.4 道路模型 119
5.1.5 汽车-道路三维相互作用模型 122
5.2 重型汽车-道路三维相互作用动力学分析 124
5.2.1 汽车-道路三维相互作用机理分析 124
5.2.2 汽车-道路三维相互作用对轮胎力、车辆平顺性和道路响应的影响 127
5.2.3 系统参数对汽车-道路三维相互作用的影响 129
5.3 曲线段车辆行驶安全性分析及道路线形设计 131
5.3.1 曲线段车辆行驶安全性分析 131
5.3.2 提高路段安全性的曲线设计 135
5.4 道路表面特性突变对车辆安全性的影响 142
5.4.1 路面积水实验仿真 142
5.4.2 隧道口路段的安全性仿真 146
5.5 基于响应面分析的道路安全评价 150
5.5.1 车辆动力学指标的选取 151
5.5.2 道路几何指标的选取 151
5.5.3 响应面实验设计 153
5.5.4 车辆动力学指标与几何线形指标的关联 154
5.5.5 迁曹线改线工程算例分析 161
5.6 小结 164
参考文献 165
第6章 基于车--桥三维相互作用的曲线桥动力响应分析 167
6.1 重型汽车-曲线桥三维相互作用系统建模 167
6.1.1 曲线桥模型 167
6.1.2 重型汽车-曲线桥三维相互作用系统模型 169
6.2 车-曲线桥三维相互作用机理分析 172
6.2.1 数值计算流程 172
6.2.2 模型验证 172
6.2.3 非耦合模型、弱耦合VBI模型和耦合VBI模型的比较 174
6.3 曲线桥动力响应分析及安全性评价 177
6.3.1 冲击系数 177
6.3.2 车辆行驶条件对冲击系数的影响 179
6.4 桥梁几何非线性及材料非线性的影响 183
6.4.1 基于APDL建立车-曲线桥有限元模型 183
6.4.2 几何非线性的影响 187
6.4.3 材料非线性的影响 192
6.5 车-曲线桥相互作用实验台设计及动力响应测试 193
6.5.1 车辆模型设计 193
6.5.2 曲线箱梁桥实验模型设计 195
6.5.3 实验工况及测点布置 196
6.5.4 有限元计算与实验结果对比 199
6.5.5 偏载、轴重、速度对曲线梁响应的影响 203
6.6 小结 212
参考文献 212
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