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汽车横向动力学读书报告
横向动力学的主要内容:
1、轮胎的侧偏特性
2、线性二自由度汽车模型的运动微分方程的建立
3、前轮角阶跃输入下的汽车稳态响应
4、前轮角阶跃输入下的瞬态响应
5、汽车操纵稳定性的影响因素
I、轮胎的侧偏特性
侧偏力、回正力矩与侧偏角之间的关系
刚性车轮
弹性车轮
侧偏力-侧偏角曲线
侧偏刚度
影响侧偏刚度的因素
轮胎结构尺寸形式结构参数(扁平率)
轮胎工作条件垂直载荷充气压力车速

附着椭圆
滑水现象

回正力矩
有外倾角时轮胎的滚动
外倾侧向力
外倾回正力矩
轮胎特性参数的正负
Ⅱ、线性二自由度汽车模型的运动微分方程的建立
1、汽车模型的简化
在建立两自由度基本操纵模型之前,首先对假设条件加以介绍和分析。描述车辆横向运动(包括侧向运动速度和横摆角速度)的两自由度基本操纵模型是基于以下理想化假设的:
1)忽略转向系统的影响,直接以前轮转角为输入;
2)不考虑振动、侧倾、俯仰运动,认为汽车只作平行于地面的运动;
3)不考虑轮胎切向力、外倾角、空气阻力的影响;
4)忽略左右轮胎载荷变化引起的侧偏特性变化;
5)忽略轮胎回正力矩;
6)认为轮胎侧偏特性处于线性范围;
7)认为汽车沿x轴速度不变。
根据以上假设,车辆被简化成为一个具有两个自由度的单质量刚体:一个平动自由度(侧向)和一个转动自由度(横摆)。
2、建立二自由度汽车模型
3、运动分析

4、力学分析
根据牛顿第二定律
式中:Fx ,Fy为作用在汽车质心上的外力合力在x、y轴上的投影。Mz为绕汽车Z轴的外力矩。
上述微分方程待求的两个时间函数为v,wr 。方程数多一个,故仅考虑第2、3个方程即可。
汽车受到的y向外力和绕z轴的外力矩为
式中:k1,k2为前后轮胎侧偏刚度(已知);
a1,a2为前后轮胎侧偏角(未知);
b为汽车前后轴到质心的水平距离(已知) 。
所以有:
又有:
式中:d为前轮转角(已知);
x为前轮速度与x轴夹角(未知)。
又有: