本丛书对车辆系统动力学建模、分析与优化，车辆概念和空气动力学，充气轮胎和车轮-道路/越野，车辆子系统建模，车辆动力学和主动安全，人机相互作用，智能车辆系统，以及车辆事故重建被动安全进行了全面描述。
本丛书由来自23所大学与9家知名企业的50余位专家共同编写，以科学界与工业界的视角对知识结构进行了平衡，代表了目前车辆系统动力学技术发展的水平，适合汽车工程师与汽车专业师生阅读使用。
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译者的话
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撰写者
第1章道路和越野车辆系统
动力学历史1
1.1部件2
1.2建模4
1.2.1车辆模型4
1.2.2轮胎模型5
1.2.3驾驶人模型5
1.3底盘控制7
1.4智能交通系统9
1.5分析工具9
1.6相关组织和事件10
参考文献10
第2章车辆模型和运动方程13
2.1引言13
2.2运动学14
2.2.1车辆运动学坐标系14
2.2.2惯性坐标系的刚体
运动学16
2.2.3移动坐标系的刚体
运动学21
2.2.4刚体系统运动学22
2.3动力学24
2.3.1惯性性质24
2.3.2Newton-Euler方程25
2.3.3d′Alember和Joudran原理26
2.3.4能量考虑和Lagrange方程28
2.4运动方程30
2.5多体系统体系32
2.5.1非递归体系33
2.5.2递归体系36
参考文献39
第3章仿真算法和软件工具41
3.1引言41
3.2基本仿真算法42
3.2.1静态分析42
3.2.2线性化43
3.2.3时间积分44
3.3通用模型方程的结构46
3.3.1柔性多体系统46
3.3.2内部状态变量46
3.3.3时间事件47
3.3.4运动学闭环47
3.3.5先进的DAE模型49
3.3.6小结50
3.4车辆系统动力学的DAE时间
积分51
3.4.1基于ODE方法的DAE
时间积分52
3.4.2指标减缩和投影53
3.4.3GEAR-Gupta-Leimkuhler
体系56
3.4.4先进的DAE模型57
3.4.5小结58
3.5多物理问题的仿真算法和工具58
3.5.1多体系统仿真工具的扩展58
3.5.2通用的仿真工具和
建模语言60
3.5.3模拟器耦合60
3.5.4小结63
致谢63
参考文献63
第4章采用有限元的非线性
固体力学66
4.1引言66
4.2线性问题66
4.3非线性问题68
4.3.1解策略69
4.3.2解法71
4.4连续体力学71
4.4.1平衡的强和弱形式72
4.4.2变形梯度73
4.4.3变形张量74
4.4.4应变率75
4.4.5应变度量78
4.4.6应力度量80
4.5虚功方程的非线性表示81
4.5.1TL方法82
4.5.2UL方法83
4.6本构关系85
4.6.1线性弹性行为86
4.6.2非线性弹性行为87
4.6.3非弹性行为88
4.6.4大应变弹塑性95
4.7有限元解法100
4.7.1平衡方程的有限元
线性化102
4.7.2固体单元的矩阵方程103
4.8特殊问题105
4.8.1非线性断裂力学105
4.8.2接触力学107
4.9结论109
参考文献110
第5章非线性车辆动力学112
5.1引言112
5.2车辆动力学问题的描述114
5.3具有常参数的非线性自治动态
系统的几何115
5.3.1一些定义115
5.3.2稳定性概念116
5.3.3平衡解119
5.4参数依赖系统和分岔126
5.5中心流形减少定理129
5.6随机动力学和噪声的影响129
5.7非光滑系统133
5.8车辆动态系统的数值分析137
5.8.1光滑问题的数值解137
5.8.2不连续性的数值解140
5.8.3数值计算车辆动态问题稳定
分支的一种方法145
5.9车辆系统动力学指南147
致谢148
参考文献148
第6章控制与识别151
6.1状态模型151
6.1.1引言151
6.1.2线性动态系统的状态表示151
6.1.3状态空间系统变换154
6.1.4传递函数矩阵155
6.1.5LTI系统稳定性156
6.1.6可控性和可观测性156
6.2状态反馈控制设计158
6.2.1基于极点配置的状态反馈158
6.2.2采用观测器的状态估计163
6.3最优控制167
6.3.1Riccati方程167
6.3.2T→∞的Riccati方程168
6.3.3Q-R选择169
6.4识别-试验建模173
6.4.1引言173
6.4.2基础(现实、系统和
模型)174
6.4.3模型验证175
6.4.4离散时间信号和系统基础175
6.4.5概率和随机学基础176
6.5识别方法180
6.5.1输入信号和持续激励180
6.5.2非参数建模180
6.5.3参数模型181
6.5.4黑箱与灰箱模型188
6.5.5非线性建模188
6.5.6逐步识别过程190
6.6非线性控制设计192
6.6.1线性化193
6.6.2反馈线性化194
6.6.3鲁棒控制198
6.7状态估计再审视200
6.7.1Kalman滤波器200
6.7.2滑模观测器205
参考文献207
第7章执行器和传感器209
7.1引言209
7.2车辆动力学和控制209
7.2.1控制分类209
7.2.2悬架控制210
7.2.3转向控制210
7.2.4驱动控制211
7.2.5车辆动力学控制中的
传感器和执行器212
7.3执行器建模213
7.3.1电动机分类213
7.3.2DC电动机213
7.3.3AC电动机214
7.3.4步进电动机215
7.3.5旋转到横向运动的转换215
7.3.6液压执行器216
7.4执行器的应用218
7.4.1振动控制218
7.4.2转向控制219
7.4.3前转向角主动控制系统220
7.5用于汽车控制的传感器223
7.5.1传感器223
7.5.2用于检测车辆自身的
传感器223
7.5.3用于检测车辆环境的
传感器225
致谢226
参考文献226
第8章地面车辆系统优化228
8.1引言228
8.2基础229
8.2.1优化问题的描述229
8.2.2求解方法231
8.2.3基于可靠性的设计优化235
8.2.4Pareto优化集的分析236
8.2.5用于工程设计优化的商业
软件236
8.3道路车辆和子系统的
优化设计238
8.3.1车辆系统动态行为238
8.3.2动力传动设计238
8.3.3内燃机设计239
8.3.4安全和行驶平顺性239
8.3.5车辆系统设计和轻量化结构240
8.3.6车辆电子控制的集成241
8.4车辆动态行为的优化242
8.5结论245
参考文献245
第9章汽车部件的疲劳和结构
耐久性251
9.1结构耐久性252
9.1.1影响参数254
9.1.2循环数据256
9.1.3部件设计/评价260
9.1.4耐久载荷265
9.2载荷数据和应力数据获取271
9.2.1载荷数据获取271
9.2.2应力数据获取273
9.3用于评价和测试的载荷
导出与生成274
9.3.1疲劳寿命基础和影响275
9.3.2测试外推279
9.3.3载荷时间序列的缩短280
9.3.4载荷数据合成281
9.3.5标准载荷序列CARLOS TC285
9.4通过实验室道路模拟的加速
寿命测试289
9.4.1道路试验和道路模拟289
9.4.2被测试系统的定义290
9.4.3载荷文件的开发291
9.4.4试验结果评价292
参考文献293
第10章车辆中机电装置的可靠性
评价297
10.1引言297
10.2可靠性的一般方面297
10.2.1定量可靠性298
10.2.2定性方法——失效模式和
影响分析303
10.3早期开发阶段的可靠性评价304
10.3.1开发过程和V模型305
10.3.2机电系统早期开发阶段的
可靠性方法305
10.4主动降噪系统的数值灵敏度
分析和可靠性研究309
10.4.1性能评价310
10.4.2灵敏度分析311
10.4.3影响可靠性的因素311
10.4.4寿命估计314
10.5结论314
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