地面車輛原理（原書第4版）

內容簡介

《地面車輛原理》由車輛領域專家黃祖永（Jo—YungWong）教授編寫。本書第1版（英文版）自1978年出版以來，經過多次重印和再版，深受廣大學者的歡迎。原書第4版增添和更新了諸多內容，包括新能源汽車、車輛底盤控制、智慧型車輛控制、計算機仿真模型等。本書可作為高等院校和科研院所車輛工程、車輛動力學、越野車輛或地面力學的教材或參考書。也可供開發設計和研究地面機動車輛以及月球車、火星車等外太空探索車輛的工程技術人員和學者參考。

圖書目錄

譯者序

第 4 版前言

第 3 版前言

第 2 版前言

第 1 版前言

常用計量單位換算

專用符號

緒論 10

第 1 章充氣輪胎的力學 11

1. 1 作用在輪胎上的力和力矩 13

1. 2 輪胎的滾動阻力 14

1. 3 輪胎的驅動力 (或制動力) 與縱向

滑轉率 (或滑移率) 19

1. 4 輪胎的側偏特性 27

1. 4. 1 側偏角與側偏力 27

1. 4. 2 側偏角與回正力矩 31

1. 4. 3 外傾角與外傾側向力 33

1. 4. 4 輪胎側偏特性的表征 34

1. 5 輪胎在潮濕路面埋符剃上的工作特性 48

1. 6 輪胎的行駛平順性 (振動特性) 53

參考文獻 61

習題 62

第 2 章車輛-地面相互作用力學———

地面力學 64

2. 1 車輛載荷作用下地面的應力分布 64

2. 2 塑性平衡理論在車輛-地面相互作用

力學中的套用 70

2. 3 預測越野車輛性能的經驗方法 82

2. 3. 1 基於圓錐指數的經驗方法 82

2. 3. 2 基於最大壓力的艱旋經驗方法 87

2. 4 地面回響的測量和表征 88

2. 4. 1 壓強-沉陷量關係的表征 90

2. 4. 2 對重複性負載回響的表征 95

2. 4. 3 剪下應力-剪下位移關係的表征 96

2. 5 用於分析履帶車輛性能的一種簡化

方法 102

2. 5. 1 履帶的行駛阻力 102

2. 5. 2 履帶的驅動力和滑轉率 104

2. 6 評價裝配有柔性履帶的車輛性能的

計算機輔助方法 108

2. 6. 1 預測履帶下方法向壓力分布的

方法 109

2. 6. 2 預測履帶下方剪下應力分布的

方法 110

2. 6. 3 以履帶滑轉率的函式形式來預測

運動達影采希阻力和牽引力 112

2. 6. 4 實驗驗證 113

2. 6. 5 參拳虹員數化分析與設計最佳化的套用 113

2. 7 用於評價長節距鏈節式履帶車輛性能的

計算機輔助方法 120

2. 7. 1 基本方法 120

2. 7. 2 實驗驗證 120

2. 7. 3 參數化分析與設計最佳化的套用 122

2. 8 車輪越野性能的參數化分艱雅端析方法 124

2. 8. 1 剛性車輪的行駛阻力 124

2. 8. 2 充氣輪胎的行駛阻力 126

2. 8. 3 車輪的驅動力與滑轉率 131

2. 9 一種用於評價輪式越拜霉喇野車輛性能的

計算機輔助方法 134

2. 9. 1 基本方法 134

2. 9. 2 實驗驗證 134

2. 9. 3 套用到參數化分析 134

2. 10 用於研究車輛-地面相互作用的

有限元和離散元方法 136

2. 10. 1 有限元方法 136

2. 10. 2 離散元方法 138

參考文獻 140

習題 144

第 3 章道懂承糠去路車輛的工作特性 146

3. 1 運動方程和最大驅動力 146

3. 2 空氣動力學作用力和作用力矩 149

3. 3 車輛動力裝置和傳動系統特性 160

3. 3. 1 內燃機 160

3. 3. 2 電力驅動 166

3. 3. 3 混合動力 168

3. 3. 4 燃料電池 171

3. 3. 5 傳動系統特性 173

3. 4 車輛工作特性的預測 182

3. 4. 1 加速時間和加速距離 183

3. 4. 2 爬坡能力 185

3. 5 工作燃油經濟性 185

3. 6 發動機與傳動系統的匹配 189

3. 7 制動特性 191

3. 7. 1 兩軸式車輛的制動特性 191

3. 7. 2 制動效率和制動距離 196

3. 7. 3 牽引式半掛車的制動特性 198

3. 7. 4 防抱死制動系統 201

3. 7. 5 牽引力控制系統 205

參考文獻 205

習題 208

第 4 章越野車輛的工作特性 210

4. 1 牽引性能 210

4. 1. 1 牽引力和牽引功率 210

4. 1. 2 牽引效率 212

4. 1. 3 四輪驅動 215

4. 1. 4 牽引力係數 222

4. 1. 5 越野車輛的重量-功率比 223

4. 2 越野行駛時的燃油經濟性 223

4. 3 運輸生產率和運輸效率 225

4. 4 機動性地圖和機動性分布 226

4. 5 越野行駛中車輛構型的選擇 228

參考文獻 233

習題 234

第 5 章道路車輛的操控特性 235

5. 1 轉向幾何 235

5. 2 兩軸式車輛的穩態操控特性 237

5. 2. 1 準確轉向 239

5. 2. 2 不足轉向 240

5. 2. 3 過度轉向 240

5. 3 轉向輸入的穩態回響 243

5. 3. 1 橫擺角速度回響 244

5. 3. 2 側向加速度回響 245

5. 3. 3 曲率回響 246

5. 4 操控特性試驗 247

5. 4. 1 等半徑試驗 247

5. 4. 2 等車速試驗 247

5. 4. 3 等轉向角試驗 248

5. 5 瞬時回響特性 249

5. 6 行駛方向穩定性 252

5. 6. 1 行駛方向穩定性準則 252

5. 6. 2 車輛穩定性控制 254

5. 7 牽引式半掛車的穩態操控特性 259

5. 8 鉸接式道路車輛行駛方向行為的仿真

模型 262

參考文獻 266

習題 268

第 6 章履帶式車輛的轉向 269

6. 1 滑移轉向運動學的簡化分析 270

6. 2 滑移轉向的運動學 273

6. 3 高速時的滑移轉向 274

6. 4 硬地面上滑移轉向的通用理論 276

6. 4. 1 履帶-地面交界處的剪下變形 277

6. 4. 2 穩態轉向時的運動學 280

6. 4. 3 實驗驗證 283

6. 4. 4 橫向阻力係數 285

6. 5 滑移轉向的功率消耗 287

6. 6 履帶車輛的轉向機構 288

6. 6. 1 離合器 / 制動器轉向系統 288

6. 6. 2 受控差動轉向系統 289

6. 6. 3 行星齒輪轉向系統 290

6. 7 鉸接式轉向 291

參考文獻 294

習題 294

第 7 章車輛的行駛平順性 296

7. 1 人體對振動的回響 296

??

7. 1. 1 國際標準 ISO 2631—1: 1985 298

7. 1. 2 國際標準 ISO 2631—1: 1997 299

7. 2 車輛振動模型 305

7. 2. 1 懸架質量和非懸架質量的兩

自由度車輛模型 307

7. 2. 2 確定 1 / 4 車輛模型在不規則地表

輪廓激勵下回響的數值方法 314

7. 2. 3 縱向角振動和垂直振動的兩自由度

車輛模型 315

7. 3 隨機振動簡介 320

7. 3. 1 用隨機函式表示地表高程輪廓 320

7. 3. 2 頻率回響函式 325

7. 3. 3 與乘坐舒適性指標相關的車輛

振動評價 326

7. 4 主動懸架和半主動懸架 327

參考文獻 331

習題 332

第 8 章氣墊車輛簡介 334

8. 1 氣墊系統及其工作特性 334

8. 1. 1 通氣室 334

8. 1. 2 周邊噴管 338

8. 2 氣墊車輛的阻力 340

8. 3 氣墊系統的懸架特性 348

8. 3. 1 起伏剛度 / 垂直剛度 348

8. 3. 2 側傾剛度 350

8. 4 氣墊車輛的方向控制 351

參考文獻 353

習題 354

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