车辆动力学理论与应用（原书第2版 下册） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[加] 雷扎，N.亚泽尔（Reza N.Jazar） 著，刘西侠，方志强，宋海军 译

图书标签:

• 车辆动力学
• 汽车工程
• 车辆控制
• 底盘设计
• 汽车悬架
• 汽车传动
• 车辆运动学
• 车辆稳定性
• 汽车仿真
• 动力学理论

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111593423

版次：1

商品编码：12342624

品牌：机工出版

包装：精装

丛书名： 汽车先进技术译丛

开本：16开

出版时间：2018-03-01

用纸：胶版纸

页数：335

字数：523000

正文语种：中文

内容简介

　　《车辆动力学理论与应用（原书第2版 下册）》理论与实践并重，强调对相关概念物理含义的理解和应用，重点对其应用进行了阐述。书中所选择的主题都是本领域的研究热点，目的在于为读者提供丰富的讨论内容和方法指导。
　　《车辆动力学理论与应用（原书第2版 下册）》包括：第三部分“车辆动力学”，应用牛顿方法和拉格朗日方法研究车辆操纵动力学。第四部分“车辆振动”，详细讨论车辆的振动及其优化设计问题。

内页插图

目录

译者序
原书第2 版前言
前言
本书说明
Ⅲ 车辆动力学
9 应用动力学
9．1 动力学要素
9．1．1 力和力矩
9．1．2 动量
9．1．3 矢量
9．1．4 运动方程
9．1．5 功和能量
9．2 刚体平动动力学
9．3 刚体转动动力学
9．4 质量惯性矩矩阵
9．5 牛顿运动方程的拉格朗日形式
9．6 拉格朗日力学
9．7 小结
9．8 主要符号
习题
10 车辆平面动力学
10．1 车辆坐标系
10．2 刚性车辆的牛顿- 欧拉动力学
10．3 作用在刚性车辆上的力系
10．3．1 轮胎力系和车身力系
10．3．2 轮胎侧向力
10．3．3 两轮模型和车身受力的分量
10．4 两轮刚性车辆动力学
10．5 稳态转向
10．6 两轮车辆的线性化模型
10．7 瞬态响应
10．8 小结
10．9 主要符号
习题
11 车辆侧倾动力学
11．1 车辆坐标和自由度
11．2 运动方程
11．3 车辆力系
11．3．1 轮胎力系和车身力系
11．3．2 轮胎侧向力
11．3．3 两轮模型上车身受力的分量
11．4 两轮刚性车辆动力学
11．5 稳态运动
11．6 时间响应
11．7 小结
11．8 主要符号
习题
12 应用振动学
12．1 机械振动基础
12．2 牛顿方法和振动
12．3 振动的频率响应
12．3．1 力作用激励
12．3．2 基座激励
12．3．3 偏心激励
12．3．4 偏心基座激励
12．3．5 单自由度受迫振动频率
响应的分类
12．4 振动的时间响应
12．5 振动的应用和测量
12．6 振动优化理论
12．7 小结
12．8 主要符号
习题
13 车辆振动
13．1 拉格朗日方法和耗散函数
13．2 求积
13．3 固有频率和振型
13．4 两轮车辆模型和车身俯仰振型
13．5 二分之一车辆模型和车身
侧倾振型
13．6 整车振动模型
13．7 小结
13．8 主要符号
习题
14 悬架优化
14．1 数学模型
14．2 频率响应
14．3 RMS 优化
14．4 时间响应优化
14．5 小结
14．6 主要符号
习题
15 四分之一车辆模型
15．1 数学模型
15．2 频率响应
15．3 固有频率和恒常频率
15．4 RMS 优化
15．5 基于固有频率和车轮行程的优化
15．6 小结
15．7 主要符号
习题

参考文献

前言/序言

　　本书面向工程专业的学生，介绍车辆动力学的基础知识，这些知识可以用于开发公路车辆乘坐舒适性、操纵性及优化分析的计算机程序。
　　车辆动力学在工程专业的课程中已经存在了一百多年，关于这方面的书籍比较多，但多是面向专家层次的，并不适合应用于课堂教学。刚入门的学生、工程师或研发人员不知道从何处和怎样开始车辆动力学的学习。因此，有必要为初学者编写一本教材。本书提供了满足该领域未来发展需求的知识基础。
　　本书的层次
　　本书源自近十年的非线性动力系统研究和车辆动力学课程教学，主要面向本科生最后一学年和工程专业研究生第一学年的学习。因此该书是一本中间层次的教材，既提供了基础知识，又包含前沿课题。全书可以分在相互关联的两门课程中讲授，也可以跳过某些章节在一门课程中讲授。学生需要掌握一定的运动学和动力学基础，以及数值方法的基本知识。
　　本书的内容力求保持在一定的理论一实践层次，对很多概念都做了深入的解释，并对其应用进行了重点阐述，对大量的相关理论进行了证明。本书强调概念的物理含义和应用，所选择的主题是本领域的热点，其目的在于为学生提供丰富的专题范围和方法途径。
　　本书共有四章与车辆动力学不是直接相关：应用运动学、应用机构学、应用动力学和应用振动学，这几章为理解车辆动力学及车辆子系统动力学提供相关背景知识。
　　本书的结构
　　为便于教学和自学，本书结构组织如下。第1章“基础知识”包含轮胎、轮辋及公路车辆分类简述等一般预备知识。
　　第一部分“车辆驱动”介绍正向车辆动力学、轮胎动力学和传动系统动力学。正向动力学涉及质量转移、加速、制动，发动机性能和变速器传动比设计等内容。
　　第二部分“车辆运动学”详细讨论转向系和悬架系等车辆机械子系统。
　　第三部分“车辆动力学”应用牛顿方法和拉格朗日方法研究车辆操纵动力学。
　　第四部分“车辆振动”详细讨论车辆的振动问题。目的是介绍和示范对车辆建立多自由度振动系统模型的基本方法。牛顿一欧拉动力学方法和拉格朗日方法的概念，同时用于推导运动方程。介绍了车辆悬架系设计的RMS优化技术，并应用于车辆悬架系。优化技术的成果是获得汽车或悬架装置的最佳刚度和阻尼。方法介绍本书采用“事实一原因一应用”结构，“事实”是每一节中引入的主要议题，通过“证明”的方式找出“原因”。事实的应用在“案例”中验证，案例是本书中非常重要的部分，这些案例说明了如何应用这些“事实”。案例还涵盖了用于拓展本节议题的其他“事实”。
　　预备知识要求
　　因为本书是面向工程专业的高年级本科生和一年级研究生，故假设读者熟悉矩阵算法和基本动力学。本书的预备知识包括运动学、动力学、向量分析和矩阵理论基础，上述基础知识通常在本科生前三年的学习中教授。

《现代交通工程学：车辆行为与系统集成》 本书旨在全面深入地探讨现代交通工程学的核心理念与实践应用，重点聚焦于车辆自身性能的精细化分析以及其在复杂交通系统中的集成优化。不同于纯粹的车辆设计手册，本著作将车辆视为一个动态的、响应式的系统组成部分，强调其行为如何受设计、环境和交通流等多重因素影响，并反过来作用于整体交通系统的效率与安全。 第一部分：车辆动力学基础与性能模拟 本部分将从宏观到微观，系统性地阐述车辆在不同工况下的运动学与动力学特性。我们将首先回顾经典的牛顿力学与欧拉角描述，为理解车辆的六自由度运动奠定基础。随后，深入探讨轮胎与路面之间的相互作用，包括抓地力模型、轮胎噪声以及磨损分析，这些是车辆操控性和安全性的关键。 接着，我们将详细解析车辆的悬架系统，从基础的弹簧-阻尼模型出发，逐步深入到主动悬架、半主动悬架的设计原理与控制策略，重点关注其对车辆舒适性、稳定性和操控性的影响。转向系统的设计与性能分析也将是本部分的重点，涵盖齿轮齿条转向、可变齿比转向等技术，以及电子助力转向（EPS）的控制算法。 制动系统是车辆安全的核心，本书将详尽介绍传统的液压制动原理，并重点解析电子制动系统（EBS）、防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配系统（EBD）和牵引力控制系统（TCS）的工作机制与控制逻辑。我们将探讨这些系统的性能极限、失效模式以及对车辆整体稳定性的贡献。 此外，我们还将深入研究车辆的传动系统。手动变速器、自动变速器（AT）、无级变速器（CVT）和双离合变速器（DCT）的设计理念、工作原理及其在燃油经济性、换挡平顺性方面的优劣势对比。对于新能源汽车，电驱动系统的动力学特性，包括电机模型、电池管理系统（BMS）对车辆性能的影响，也将进行详细阐述。 最后，本部分将引入先进的车辆动力学仿真技术。我们将介绍主流的仿真软件平台（如Simulink, CarSim等）在车辆建模、参数辨识、性能评估方面的应用，并提供实际案例分析，指导读者如何利用仿真工具进行虚拟设计与性能验证。 第二部分：车辆与交通系统的集成互动 在理解了车辆自身动力学特性的基础上，本部分将视角转向车辆在实际交通环境中的行为与互动。我们将重点关注车辆与其他交通参与者（其他车辆、行人、自行车等）以及基础设施（道路、信号灯、交通标志等）之间的动态交互。 首先，我们将探讨车辆的燃油经济性与排放模型。在日益严格的环保法规下，如何通过优化驾驶行为、车辆参数和控制策略来降低油耗和排放是关键。本书将介绍各种燃油消耗模型和排放估算方法，并分析不同驾驶模式（如经济驾驶、运动驾驶）对燃油经济性的影响。 接着，我们将深入研究车辆的操纵稳定性。在紧急避险、高速行驶、复杂路况等极端条件下，车辆的稳定性至关重要。我们将从理论层面分析车辆失控的机理，并介绍诸如电子稳定程序（ESP/ESC）等主动安全系统如何通过干预制动和发动机扭矩来恢复车辆的稳定性。 本部分也将涉及车辆的碰撞安全。从被动安全（碰撞吸能结构、安全气囊、安全带）到主动安全（预碰撞警告、自动紧急制动 AEB、车道保持辅助 LKA），我们将分析各种安全技术的原理与性能评估方法，并探讨其在降低事故伤亡率方面的作用。 此外，本书还将关注车辆的先进驾驶辅助系统（ADAS）及其未来的发展趋势。包括自适应巡航控制（ACC）、车道偏离警告（LDW）、盲点监测（BSD）、自动泊车辅助（APA）等功能的设计原理、传感器融合以及控制算法。我们将展望车辆向更高程度的自动化（L2-L4级别自动驾驶）迈进的技术挑战和发展方向。 在交通流层面，本书将分析车辆的加入对整体交通流的影响。例如，不同车辆类型的加入如何影响交通流的密度、速度和容量。我们将探讨交通流理论在车辆行为建模中的应用，以及如何利用这些模型来优化交通信号控制策略，提高道路通行效率。 第三部分：前沿技术与未来展望 本部分将聚焦于当前交通工程领域的前沿技术和未来发展趋势，为读者提供更广阔的视野。 我们将详细介绍智能网联汽车（ICV）的技术体系。包括车联网（V2X）通信技术（V2V, V2I, V2P, V2N），传感器技术（摄像头、雷达、激光雷达、超声波传感器）及其在环境感知中的融合应用。我们还将探讨高精度定位技术（GPS, RTK, IMU）在车辆导航和自动驾驶中的作用。 其次，我们将深入研究车辆人工智能的应用。包括机器学习、深度学习在目标识别、路径规划、决策控制等方面的应用，以及如何构建鲁棒可靠的自动驾驶决策系统。 本书还将探讨新能源汽车的未来发展，包括更高效的电池技术、充电基础设施的建设、氢燃料电池技术以及新型动力总成系统的研发。 最后，我们将展望交通工程的未来。包括智慧交通系统的构建、交通拥堵的治理、可持续交通模式的推广，以及车辆在未来城市交通中的角色演变。本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的现代交通工程学知识体系。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我眼前一亮，特别是它在车辆动力学这个理论性很强的领域，是如何做到理论与实际应用紧密结合的。我之前涉猎过一些车辆动力学的资料，但总感觉有些纸上谈兵，缺乏一种“落地”的感觉。而这本《车辆动力学理论与应用》（原书第2版 下册），恰恰弥补了我的这一遗憾。它没有停留在抽象的公式推导，而是花了大量的篇幅去解析这些理论是如何指导实际工程设计和问题解决的。例如，在讲到悬架系统时，书中不仅深入剖析了不同悬架结构的运动学和动力学特性，还细致地阐述了这些特性如何影响车辆的舒适性、操控性和稳定性。更让我印象深刻的是，书中引用了大量的实际车辆案例，通过对这些案例的分析，我能更直观地理解理论的价值和局限性。它仿佛是在给我讲述一个个真实发生的故事，而我则是那个在故事中学习如何解决工程难题的学生。这种“情景式”的学习方式，极大地激发了我探索车辆动力学奥秘的兴趣。我常常会在阅读过程中，联想到自己曾经遇到过的车辆性能问题，然后对照书中的理论和案例，找到其中的原因和解决方案，这种成就感是其他教科书难以给予的。

评分☆☆☆☆☆

让我非常欣赏的是，这本书在内容编排上显得逻辑性极强，而且每个章节之间的过渡也非常自然流畅，仿佛是一部精心编排的交响乐。它循序渐进地引导读者从基础理论走向复杂的工程应用，丝毫不会让人感到突兀或混乱。特别是关于车辆稳定性控制（ESC）的章节，我感觉作者对这一主题的阐述简直是鞭辟入里。他们不仅仅是罗列了ESC系统的基本原理和控制算法，更是深入挖掘了ESC系统在不同工况下（例如紧急变道、湿滑路面转弯等）的工作机制，以及它如何通过干预车辆的制动和转向来实现安全性的提升。书中还提供了大量的仿真数据和实际测试结果，用直观的图表和曲线来展示ESC系统在提升车辆操控极限方面的作用。我甚至能想象到，如果把书中介绍的这些控制策略应用到实际车辆中，将会带来多么显著的安全效益。而且，书中对于传感器、执行器等硬件层面的介绍也相当详尽，这对于我这种既想理解理论又对工程实现感兴趣的读者来说，无疑是雪中送炭。

评分☆☆☆☆☆

读这本书的过程，就像是在与一位经验丰富的工程师进行深度交流，他们将自己毕生的智慧和实践经验毫无保留地分享出来。这本书在理论深度上做得非常出色，很多概念的引入和阐述都非常严谨，即使是相对复杂的数学模型，作者也能够用清晰易懂的语言来解释其物理意义，避免了纯粹的数学堆砌。更重要的是，书中时刻强调理论在实践中的应用，比如在讲到转向系统时，它不仅介绍了不同转向形式的动力学模型，还结合实际转向比、转向迟滞等工程参数，分析了它们对车辆操控感的影响。我特别喜欢书中对于“驾驶员-车辆”这个耦合系统的分析，它将人的感知和车辆的响应联系起来，揭示了良好的操控设计是如何让驾驶员感到“人车合一”的。这种从微观的零部件到宏观的整体系统的分析方法，让我对车辆动力学有了更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点之一，在于它对于车辆空气动力学部分的深入探讨。我一直对车辆在高速行驶时的空气阻力以及下压力如何影响操控感到好奇，而这本书正好满足了我的求知欲。它不仅解释了风洞试验的基本原理，还详细介绍了翼型设计、车身线条优化等如何在空气动力学上提升车辆性能。书中用了很多精美的插画和模拟图，生动地展示了气流如何在车身上流动，以及不同设计元素对空气动力学特性的影响。更让我惊喜的是，书中还探讨了主动空气动力学系统的应用，例如可变尾翼和扩散器等，这些前沿技术在书中得到了详细的介绍，让我对未来车辆的设计充满了期待。阅读过程中，我脑海中不断浮现出各种高性能跑车的形象，并试图将书中所学的空气动力学知识与这些车辆的设计相联系，感觉仿佛自己也参与到了设计之中。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“应用”部分，真的做得非常扎实。它没有回避工程实践中的难题，而是积极地探讨如何运用理论知识去解决这些难题。例如，在讨论车辆的振动与噪声控制时，书中详细介绍了各种减振器、隔音材料的工作原理，以及如何通过优化这些组件的设计来提升驾乘的舒适性。我曾有过一次很不愉快的用车经历，就是车辆在行驶过程中有难以忍受的噪音，读了这本书后，我才恍然大悟，原来这与车辆的结构模态、发动机的振动传递等都有密切关系。书中提供的分析方法和解决方案，让我感觉非常实用，如果我遇到类似的问题，知道该从何入手去分析和解决。它不仅仅是一本理论教材，更像是一位经验丰富的技术顾问，随时准备为我提供专业的指导。

评分☆☆☆☆☆

令我印象深刻的是，这本书的叙述风格非常严谨，但又不失可读性。作者在处理复杂的数学公式和物理概念时，会用通俗易懂的语言进行解释，并辅以大量的图示和实例，使得抽象的理论变得生动形象。我尤其欣赏书中在讲解车辆悬架设计时，对于各种减振器的阻尼特性、弹簧刚度等参数的分析。它不仅解释了这些参数是如何影响车辆的动态响应的，还探讨了如何根据不同的车型定位（例如舒适型、运动型）来选择和调校这些参数。书中还提及了一些先进的悬架技术，如电磁悬架和液压悬架，并分析了它们的优缺点以及在实际应用中的挑战。这让我对车辆的舒适性和操控性有了更深层次的理解，也让我意识到，一个好的悬架系统是车辆性能的关键所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度和广度都令人称道，它几乎涵盖了车辆动力学的方方面面，从基础的轮胎模型到复杂的车辆动力学控制器。而且，书中在引入每一个新的概念时，都会追溯其理论根源，并给出详细的推导过程，这对于我这样追求知其所以然的读者来说，是极其重要的。我特别喜欢书中关于轮胎与路面相互作用的章节，作者用非常形象的比喻来解释轮胎抓地力、侧向力以及纵向力的产生机制，并详细阐述了这些力是如何影响车辆的行驶状态的。书中还介绍了多种经典的轮胎模型，并分析了它们在不同应用场景下的适用性。这让我对轮胎这个看似简单的部件有了全新的认识，也明白了轮胎设计对于车辆整体性能的重要性。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书的“应用”部分，让我眼前一亮。它不仅仅停留在理论推导，而是真正地将理论与实际工程紧密结合。例如，在讲解车辆的制动系统时，书中详细分析了ABS（防抱死制动系统）和EBD（电子制动力分配系统）的工作原理，以及它们是如何通过精确控制制动压力来提升制动安全性和效率的。书中还引用了大量的实际测试数据和图表，直观地展示了这些系统在紧急制动时的表现。我甚至可以想象，如果一个车辆工程师能够完全掌握书中的知识，那么他在设计和优化制动系统时，将会具备非常强的竞争力。这本书让我明白了，理论知识的价值，最终体现在它能否解决实际工程问题，而这本书恰恰做到了这一点。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉是，它不仅仅是一本教科书，更是一本能够激发读者思考的书。它提出的很多问题，都值得我们深入探讨。比如，在讨论车辆的被动安全设计时，书中详细介绍了车身结构的吸能原理、安全气囊的工作机制，以及碰撞模拟的重要性。它让我意识到，车辆的安全设计并非仅仅是堆砌材料，而是需要精密的计算和大量的试验来验证。书中还提及了一些前沿的安全技术，如预碰撞安全系统和行人保护技术，让我对未来汽车的安全性能充满了期待。阅读过程中，我常常会思考，如何才能在保证性能的同时，最大限度地提升车辆的安全性，而这本书则为我提供了宝贵的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书在介绍车辆动力学理论的同时，还非常注重对实际案例的分析，这对于我这样的读者来说，是非常有帮助的。它不仅仅是枯燥的理论讲解，而是通过生动鲜活的例子，将理论知识与实际应用联系起来。比如，在讲解车辆的燃油经济性优化时，书中分析了发动机工作特性、传动系统效率以及空气动力学阻力等因素，并探讨了如何通过优化设计来提高燃油经济性。书中还介绍了混合动力汽车和电动汽车的动力系统设计，以及它们在能耗优化方面的优势。我从中学习到了很多关于如何从整体上提升车辆性能的思路，也让我对绿色出行有了更深的理解。总而言之，这是一本非常值得反复阅读和学习的书籍。