汽车系统动力学(1)

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1、《汽车系统动力学》教学大纲一、课程性质与任务1．课程性质：本课程是车辆工程专业的专业选修课。2．课程任务：本课程要求学生学习和掌握车辆系统的主要行驶性能，如牵引性能、车辆的动态载荷、转向动力学等。研究路面不平度激励的振动。了解该领域世界发展及最新成果。通过学习本课程，掌握汽车动力学分析的一般的理论和方法，为今后汽车系统动力学分析、从事该领域研究、开发奠定基础。二、课程教学基本要求本课程是研究所有与汽车系统运动有关的学科，其内容可按车辆运动方向分为纵向、垂向和侧向动力学三大部分。要求学生了解车辆动力学建模的基础理论

2、、轮胎力学及汽车空气动力学基础之外，重点理解受汽车发动机、传动系统、制动系统影响的驱动动力学和制动动力学，以及行驶动力学(垂向)和操纵动力学(侧向)内容。运用系统方法及现代控制理论，结合实例分析，介绍了车辆动力学模型的建立、计算机仿真、动态性能分析和控制器设计的方法，同时使学生对常用的车辆动力学分析软件有所了解。成绩考核形式：末考成绩（闭卷考试）（70%）＋平时成绩（平时测验、作业、课堂提问、课堂讨论等）（30％）。成绩评定采用百分制，60分为及格。三、课程教学内容绪篇概论和基础理论第一章车辆动力学概述1.教学基

3、本要求让学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方法、术语、标准和法规、发展趋势。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解车辆动力学的历史发展、研究内容和范围、车辆特性和设计方法、发展趋势。3.教学重点和难点教学重点是车辆动力学的研究内容和范围、车辆特性和设计方法。教学难点是车辆特性和设计方法。4.教学内容第一节历史回顾1.车辆动力学的历史发展第二节研究内容和范围1.纵向动力学2.行驶动力学3.操作动力学第三节车辆特性和设计方法1.期望的车辆特性2.设计方法3.汽油机与柴油

4、机速度特性的比较第四节术语、标准和法规1.汽车术语、标准和法规第五节发展趋势1.车辆的主动控制2.多体系统动力学3.闭环系统和主观与客观评价第二章车辆动力学建模方法及基础理论1.教学基本要求让学生了解动力学方程的建立方法、非完整系统动力学、多体系统动力学方法。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了牛顿矢量力学体系、分析力学体系、虚功率原理、高斯原理；了解非完整系统动力学、非完整约束方程的实例、车辆动力学中应用非完整约束的利弊相应概念；理解多体系统动力学方法的研究方法3.教学重点和难点教学重点是

5、动力学方程的建立方法、多体系统动力学方法。教学难点是非完整系统动力学。4.教学内容第一节动力学方程的建立方法1.牛顿矢量力学体系2.分析力学体系3.虚功率原理4.高斯原理第二节非完整系统动力学1.非完整系统动力学2.非完整约束方程的实例3.车辆动力学中应用非完整约束的利弊第三节多体系统动力学方法1.发展概况2.研究方法第三章充气轮胎动力学1.教学基本要求让学生了解汽车轮胎的功能、结构及发展、轮胎模型、轮胎纵向力学特性、轮胎垂向力学特性、轮胎侧向力学特性。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解

6、汽车轮胎滚动助力、道路阻力、轮胎侧偏阻力、总的车轮滚动阻力、轮胎纵向力与滑动率的关系；轮胎垂向力学特性的轮胎的垂向特性、轮胎噪声、轮胎垂向振动力学模型；轮胎侧向力学特性的纯转向工况、、联合工况、整车建模对轮胎模型的考虑。3.教学重点和难点教学重点是轮胎纵向力学特性、轮胎垂向力学特性、轮胎侧向力学特性。教学难点是轮胎力学模型。4.教学内容第一节概述1.轮胎坐标系2.车轮运动参数第二节轮胎的功能、结构及发展第三节轮胎模型第四节轮胎纵向力学特性1.轮胎滚动助力2.道路阻力3.轮胎侧偏阻力4.总的车轮滚动阻力5.轮胎纵向

7、力与滑动率的关系第五节轮胎垂向力学特性1.轮胎的垂向特性2.轮胎噪声3.轮胎垂向振动力学模型第六节轮胎侧向力学特性1.纯转向工况2.联合工况3.整车建模对轮胎模型的考虑第四章空气动力学基础1.教学基本要求让学生了解空气的特性、伯努利方程、压力分布和压力系数、空气动力学试验、车辆空气阻力。2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能通过本章教学使学生了解空气的特性、伯努利方程、压力分布和压力系数、空气动力学试验、车辆空气阻力相关概念。3.教学重点和难点教学重点是汽车车辆空气阻力。教学难点是汽车车辆空气阻力。4.教学内容第

8、一节概述第二节空气的特性1.空气密度2.空气粘度第三节伯努利方程第四节压力分布和压力系数1.压力分布2.压力系数第五节实际气流特性概述第六节空气动力学试验1.风洞试验2.雷偌数3.流场可视化第七节车辆空气阻力1.SAE坐标系2.空气阻力系数第一篇纵向动力学第五章纵向动力学性能分析1.教学基本要求让学生了解动力的需求与供应、动力性、燃油经济性、驱动与附着极限和驱动效率、制动