車輛系統(tǒng)動力學試卷

實用標準文案1、系統(tǒng)動力學有哪三個研究內(nèi)容？1）優(yōu)化：已知輸入和設(shè)計系統(tǒng)的特性，使得它的輸出滿足一定的要求，可稱為系統(tǒng)的設(shè)計，即所謂優(yōu)化。就是把一定的輸入通過選擇系統(tǒng)的特性成為最優(yōu)化的輸出。2）系統(tǒng)識別：已知輸入和輸出來研究系統(tǒng)的特性。3）環(huán)境預(yù)測。已知系統(tǒng)的特性和輸出來研究輸入則稱為環(huán)境預(yù)測。例如對一振動已知的汽車，測定它在某一路面上行駛時所得的振動響應(yīng)值（如車身上的振動加速度），則可以判斷路面對汽車的輸入特性，從而了解到路面的不平特性。車輛系統(tǒng)動力學研究的內(nèi)容是什么？1）路面特性分析、環(huán)境分析及環(huán)境與路面對車輛的作用；2）車輛系統(tǒng)及其部件的運動學和動力學；車輛內(nèi)各子系統(tǒng)的相互作用；3）車輛系統(tǒng)最佳控制和最佳使用；4）車輛-人系統(tǒng)的相互匹配和模型研究、駕駛員模型、人機工程等。2、車輛建模的目的是什么？（1）描述車輛的動力學特性；（2）預(yù)測車輛性能并由此產(chǎn)生一個最佳設(shè)計方案；（3）解釋現(xiàn)有設(shè)計中存在的問題，并找出解決方案。車輛系統(tǒng)動力學涉及哪些理論基礎(chǔ)？（1）汽車構(gòu)造（2）汽車理論精彩文檔實用標準文案（3）汽車動力學（4）信號與系統(tǒng)在“時間域”及“頻率域”下研究時間函數(shù) x(t)及離散序列x(n)及系統(tǒng)特性的各種描述方式，并研究激勵信號通過系統(tǒng)時所獲得的響應(yīng)。（5）自動控制理論（6）系統(tǒng)辨識（7）隨機振動分析研究隨機振動中物理量的描述方法 (相關(guān)函數(shù)、功率譜密度)，討論受隨機激勵的振動系統(tǒng)的激勵、系統(tǒng)特性、響應(yīng)三者統(tǒng)計規(guī)律性之間的關(guān)系。（8）多體系統(tǒng)動力學建立車輛系統(tǒng)動態(tài)模型的方法主要有哪幾種？數(shù)學模型（1）各種數(shù)學方程式：微分方程式，差分方程，狀態(tài)方程，傳遞函數(shù)等。（2）用數(shù)字和邏輯符號建立符號模型—方框圖。3、路面不平度功率譜密度的表達式有幾種？各有何特點？試舉出2種以上路面隨機激勵方法，并說明其特點。（10分）路面功率譜密度的表達形式分為冪函數(shù)和有理函數(shù)兩種（1）路面不平度的冪函數(shù)功率譜密度ISO/DIS8608 和國家標準GB7031-1987 《車輛振動輸入路精彩文檔實用標準文案面平度表示方法》中建議采用垂直位移單邊功率譜密度G q(n)來描述-W路面平度的統(tǒng)計特性：Gq(n)=Gq(n0)（n/n0）式中：n為空間頻率，是波長的倒數(shù)，表示每米長度上變化的次數(shù)，m-1；n0為參考空間頻率，n0=0.1m-1；Gq(n0)為參考空間頻率n0下的路面功率譜密度值,稱為路面平整度系數(shù)，m2/m-1；W為擬合指數(shù)。上述兩個文件還提出了按路面功率譜密度把路面按不平度分為 8級，按頻率指數(shù)W=2，規(guī)定了不同路面不平度系數(shù)Gq(n0)的幾何平均值。給出了空間頻率0.011m-1<n<2.83m-1范圍路面不平度相應(yīng)的均方根值的幾何平均值。（2）路面不平度的有理函數(shù)功率譜密度有理函數(shù)功率譜密度一階表達式為22αρ 1Gq(n)= 2π α+n2有理函數(shù)功率譜密度二階表達式為2222αρn2+α+βGq(n)=2222π22-α-β）+4αn（n式中，α為與路面等級有關(guān)的參數(shù)，m-1；β為與路面等級有關(guān)的參數(shù)，m-1；ρ為與路面等級有關(guān)的參數(shù)，m。在冪函數(shù)功率譜密度表達式中，當n→0時，功率譜密度不再保持一個有限值，而是趨于無窮大；當n→∞時，功率譜密度為0。而采用有精彩文檔實用標準文案理函數(shù)功率譜密度，當n→0時，為有限值；當n→∞時，路面位移功率譜密度函數(shù)均衰減為Gq(n)≈1/n2。因此，有理函數(shù)功率譜密度可以描述整個空間頻率范圍內(nèi)的路面不平度特性。非接觸式路面測量裝置假如路面的細致紋理也需考慮，則可以采用非接觸式測量方法，如激光或超聲波方法。路面與測量裝置中的質(zhì)量塊間的相對位移可由加速度傳感器間接獲得。非接觸式路面測量裝置通常安裝在車輛前部的支承橫梁上，可安裝多個測量裝置進行多道同時測量。傾斜測量裝置第二章路面輸入及其模型可使用一輛雙輪小車并配合自立式陀螺儀來測量非路面的不平度。地表面的傾斜度由陀螺儀測量，然后通過積分得出位移。4、何謂輪胎模型？魔術(shù)公式輪胎模型有何特點？（ 6分）答：輪胎模型描述了輪胎六分力與車輪運動參數(shù)之間的數(shù)學關(guān)系， 即輪胎在特定工作條件下的輸入和輸出之間的關(guān)系?！澳g(shù)公式”輪胎模型的特點：1）用一套公式可以表達出輪胎的各向力學特性，統(tǒng)一性強，編程方便，需擬合參數(shù)較少，且各個參數(shù)都有明確的物理意義，容易確定其初值。）無論對側(cè)向力、縱向力還是回正力矩，擬合精度都比較高。3）由于“魔術(shù)公式”為非線性函數(shù)，參數(shù)的擬合較困難，有些參數(shù)與垂直載荷的關(guān)系也是非線性的，因此計算量較大。精彩文檔實用標準文案4）C值的變化對擬合的誤差影響較大。）不能很好地擬合小側(cè)偏情況下輪胎的側(cè)偏特性。5、輪胎的滾動剛度與靜態(tài)剛度有何區(qū)別？滾動剛度與靜態(tài)剛度有何關(guān)系？（6分）靜剛度輪胎的靜態(tài)垂向剛度由靜載荷與變形關(guān)系曲線的斜率所決定。當充氣壓力一定時，除了在極低載荷作用下外，斜交輪胎和子午線輪胎的載荷與變形關(guān)系基本上均呈線性特征?？烧J為在實際載荷范圍內(nèi)，輪胎的垂向剛度不隨載荷的變化而變化。滾動動剛度通?？赏ㄟ^考察滾動輪胎對已知簡諧振動激勵的響應(yīng)來衡量輪胎的滾動動剛度。響應(yīng)在輪軸處測量而激勵施加于胎面。通過測試輸出與輸入的幅頻和相頻特性，來獲得滾動輪胎的動剛度和阻尼系數(shù)。另一種測量方法是，通過測量輪胎在轉(zhuǎn)鼓或傳動帶上滾動時的共振頻率，來獲得滾動輪胎的動剛度。、車輛空氣動力學研究的主要內(nèi)容有哪些？空氣動力對汽車性能有那些影響？為什么？（8分）車輛空氣動力學的主要研究內(nèi)容：1）通過車身外部造型、流體控制和內(nèi)部流通管道的設(shè)計來減小車輛的空氣阻力。2）在空氣阻力一定的情況下，盡可能增加向下的氣動壓力以提高輪胎附著性，但同時減小對輪胎側(cè)偏力的影響。精彩文檔實用標準文案3）比例模型或全尺寸車輛空氣動力學試驗， 以及對試驗結(jié)果的分析。4）研究空氣動力與底盤設(shè)計及車輛使用情況之間的相互關(guān)系及影響。對動力性的影響影響高速時的加速性能和最高車速。對燃油經(jīng)濟性的影響對于A=0.8m2的轎車，ν=65km/h 時，55%的能量克服空氣阻力；ν=90km/h時，70%的能量克服空氣阻力；轎車空氣動力性的差異可使空氣阻力相差別30%，燃油消耗相差達12%以上。對安全性的影響高速時的加速性能影響行車的安全；空氣升力影響汽車操縱穩(wěn)定性和制動性；空氣動力穩(wěn)定性影響汽車的操縱穩(wěn)定性。