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第1章 绪论1

1.1车辆行驶动力学的研究内容及现状1

1.1.1路面随机激励的研究2

1.1.2车辆行驶动力学建模及分析方法4

1.2车辆非平稳行驶动力学问题7

1.2.1车辆非平稳行驶动力学7

1.2.2车辆非平稳行驶动力学研究方法8

1.2.3车辆非平稳响应的时频分析10

1.2.4车辆非平稳行驶动力学控制10

第2章 随机振动的统计描述11

2.1随机振动11

2.1.1随机振动11

2.1.2随机振动特点11

2.2随机变量及数字特征11

2.2.1随机变量的分布函数和概率密度函数12

2.2.2随机变量数字特征12

2.3随机过程及数字特征15

2.3.1随机过程的基本概念15

2.3.2随机过程的概率分布和概率密度16

2.3.3随机过程的数字特征17

2.4随机过程的相关分析19

2.4.1相关系数及其意义20

2.4.2自相关函数的性质21

2.4.3互相关函数及其性质22

2.5平稳随机过程和各态历经过程23

2.5.1平稳随机过程23

2.5.2各态历经随机过程24

2.6随机振动的频率特征25

2.6.1傅里叶级数及频谱分析25

2.6.2傅里叶变换及性质27

2.6.3功率谱密度函数（PSD）31

2.6.4窄带与宽带随机过程33

2.6.5互谱密度与相干函数36

第3章 线性系统动态特性及响应统计特性37

3.1随机振动的分类37

3.1.1按自由度分37

3.1.2按统计特征分37

3.1.3按系统本身特性分38

3.1.4按频谱特征分38

3.2频率响应函数38

3.3脉冲响应函数及其与频响函数关系39

3.3.1脉冲响应函数39

3.3.2单自由度有阻尼系统的脉冲响应函数40

3.3.3脉冲响应函数及其与频响函数关系41

3.4系统在任意输入下的响应41

3.5多自由度系统频响函数矩阵42

3.6多自由度系统脉冲响应函数矩阵（实模态分析）42

3.7系统输入、输出统计关系43

3.7.1单自由度系统43

3.7.2多自由度系统统计量及关系45

3.8多自由度系统的时域方法50

第4章 路面随机输入的时频模型52

4.1路面不平度的频域统计特性52

4.1.1路面不平度的功率谱密度52

4.1.2时间频率功率谱密度Gq（f）53

4.1.3路面对两轮的输入功率谱密度54

4.1.4路面对四轮的输入功率谱密度55

4.1.5四轮相关随机输入通用频域模型56

4.2路面不平度的时域模型57

4.2.1单轮输入路面时域模型57

4.2.2前后两轮输入的路面模型58

4.2.3左右轮相关的时域模型59

4.2.4四轮相关路面随机输入的状态方程59

4.3路面随机输入模拟实例与分析60

第5章 车辆行驶动力学分析63

5.1车辆振动系统的简化63

5.1.1空间车辆模型63

5.1.2平面模型64

5.1.3车身与车轮两个自由度振动系统64

5.1.4单自由度车辆模型66

5.2车身与车轮双质量系统的振动66

5.2.1振动微分方程、振动偏频与主频66

5.2.2双质量系统的传递特性67

5.2.3系统振动响应均方根值68

5.2.4系统参数对振动响应的影响69

5.3双轴汽车振动及前后悬架固有频率的匹配72

5.3.1无阻尼自由振动运动方程72

5.3.2前后悬架固有频率匹配73

5.4整车八自由度（DOF）振动时频分析76

5.4.1整车振动模型的建立76

5.4.2四轮相关路面输入模型78

5.4.3系统响应的求解方法78

5.4.4实例分析78

5.5汽车悬架系统参数的优化82

第6章 车辆非线性行驶动力学88

6.1车辆非线性弹性、阻尼特性88

6.1.1弹性元件的非线性88

6.1.2阻尼元件的非线性89

6.2单自由度系统的统计线性化90

6.3多自由度系统的统计线性化92

6.4整车非线性随机振动应用实例93

6.4.1整车模型简化93

6.4.2悬架非线性特性94

6.4.3整车振动微分方程95

6.4.4统计线性化分析实例及与时域方法比较97

6.5摄动法98

6.6多自由度非线性系统的时域方法100

6.6.1多自由度非线性系统的时域方法100

6.6.2悬架非线性参数时域优化101

第7章 车辆非平稳行驶动力学110

7.1非平稳随机振动的频域方法110

7.1.1双谱法110

7.1.2非平稳随机振动的演变谱分析114

7.2瞬态空间频响函数法117

7.2.1车辆非平稳振动系统的特征117

7.2.2时间频率响应函数117

7.2.3瞬态空间频率响应函数118

7.2.4瞬态空间功率谱密度函数119

7.2.5方法验证及实例分析119

7.3空间演变谱分析124

7.3.1车辆在空间域内的运动微分方程124

7.3.2空间域内的演变谱125

7.4非平稳响应的时域法126

7.4.1单轮路面非平稳随机输入的建模126

7.4.2两轮路面非平稳随机输入的建模127

7.4.3四轮相关路面非平稳随机输入128

7.4.4路面模拟实例与分析131

7.4.5非平稳响应的时域方法133

7.5协方差等效法135

7.6车辆非平稳信号的时频分析135

7.6.1维格纳分布（WD）的基本理论136

7.6.2伪维格纳分布（PWD）类型及计算机实现步骤137

7.6.3交叉项的产生139

7.6.4 WD谱在车辆非平稳振动分析中的应用139

7.7车辆非平稳振动的极大熵谱分析142

7.7.1极大熵谱估计（MESE ）法142

7.7.2汽车非匀速行驶时的道路实验及熵谱分析145

第8章 车辆行驶动力学的多体动力学分析150

8.1多体系统动力学方程150

8.1.1多体刚体动力学方程150

8.1.2多柔体系统动力学方程152

8.2多体动力学软件介绍155

8.2.1 ADAMS软件155

8.2.2 SIMPACK软件简介156

8.3悬架系统中橡胶件的静、动态特性156

8.3.1橡胶元件的特点157

8.3.2橡胶元件力学模型157

8.3.3橡胶件材料特性参数确定159

8.3.4橡胶件弹性特性有限元分析161

8.4悬架橡胶件对汽车平顺性影响的多体动力学分析167

8.4.1整车平顺性分析多体动力学模型167

8.4.2路面激励174

8.4.3平顺性仿真和试验验证176

8.5悬架构件柔性对汽车平顺性的影响分析177

8.5.1整车刚柔耦合模型177

8.5.2整车平顺性仿真分析182

8.6车架柔性对汽车平顺性的影响分析185

8.6.1车架模态分析185

8.6.2柔体车身模型的建立188

8.6.3整车刚柔耦合模型的建立189

8.6.4仿真的结果及分析190

第9章 车辆主动、半主动悬架控制194

9.1车辆主动、半主动悬架194

9.2悬架系统最优控制195

9.2.1车辆稳态行驶悬架系统最优控制195

9.2.2车辆非平稳行驶状态悬架系统控制200

第10章 随机疲劳分析206

10.1可靠性与失效206

10.1.1可靠性及可靠性函数206

10.1.2瞬时失效率207

10.2一次寿命的可靠性分析209

10.2.1穿过特定值的次数209

10.2.2一次性失效的寿命211

10.2.3窄带随机振动的一次性寿命分析212

10.3零件随机疲劳破坏寿命估计214

10.3.1累积损伤寿命214

10.3.2窄带随机疲劳损伤寿命215

10.3.3宽带随机疲劳损伤寿命216

第11章 车辆随机振动试验及平顺性评价218

11.1汽车行驶平顺性道路试验218

11.1.1试验准备218

11.1.2试验结果分析219

11.2车辆随机振动的室内试验222

11.2.1室内道路模拟的目的222

11.2.2室内道路模拟方法223

11.2.3室内随机振动复现的等价条件224

11.3车辆行驶平顺性的评价225

11.3.1人体对振动的反应及平顺性的评价方法225

11.3.2综合振动舒适度评价方法228

11.3.3汽车平顺性的时域评价231

参考文献237