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《非充氣機械彈性安全車輪理論與方法》闡述了非充氣機械彈性安全車輪理論與方法。《非充氣機械彈性安全車輪理論與方法》內容包括輪胎的功能及使用性能要求、安全輪胎簡介、機械彈性安全車輪的承載特性及滾動機理、機械彈性安全車輪的接地特性、機械彈性安全車輪滾動阻力特性、機械彈性安全車輪側向特性、機械彈性安全車輪垂向振動特性、機械彈性安全車輪包容特性及其影響因素、機械彈性安全車輪鬆軟路面牽引通過性、機械彈性安全車輪 輪活絡模具設計方法、機械彈性安全車輪結構的參數化設計方法。
作者簡介
趙又群，現任南京航空航天大學教授、博士生導師。1998年3月畢業于吉林工業大學汽車設計製造專業，獲得工學博士學位；2004年9月～2005年1月在美國密歇根大學交流訪學；2001年1月晉升教授；2003年8月任職車輛工程專業博士生導師；主要研究方向是車輛主動安全與控制；主要學術兼職包括：教育部學位與研究生教育專家(2008年至今)，《應用基礎與工程科學學報》編委(2010年至今)，國家科技專家庫專家(2015年至今)，地面機動平臺技術領域輪式機動平臺技術專業組專家(2017年至今)，輪胎動力學協同創新聯盟智力資源委員會專家委員(2018年至今)，中國汽車工程學會越野車技術分會委員(2019年至今)；2018年度項目成果“機械彈性防爆車輪”入選工業和信息化部與國家國防科工局遴選的《軍用技術轉民用推廣目錄(2018年度)》；2019年獲得國防技術發明獎二等獎1項(第1完成人)。從教26年來，為車輛工程專業本科生講授“汽車理論”、“汽車設計”、“汽車優化設計”、“汽車新技術講座”、“汽車運動中的若干力學問題初探”、“車輛工程專業導論”等6門課程，為車輛工程專業碩士生講授“模糊控制技術”、“汽車系統動力學”、“汽車操縱動力學”、“汽車輪胎力學”、“車輛系統動力學(雙語課程)”等5門課程，為車輛工程專業博士生講授“車輛高等動力學”、“車輛動態仿真技術及其應用”、“車輛動態載荷識別”、“汽車發展前沿講座”等4門課程，已培養博士後7名、博士35名、碩士63名。
名人/編輯推薦
沿性強，書中內容大多都是該領域**的研究成果，達到****水平
目次
目錄
序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 輪胎的功能及使用性能要求 1
1.1.1 輪胎的功能 1
1.1.2 使用性能要求 2
1.2 安全輪胎簡介 6
1.2.1 安全輪胎的洩氣保用技術 7
1.2.2 安全輪胎的非充氣結構技術 11
1.2.3 安全輪胎的發展趨勢 14
參考文獻 17
第2章 機械彈性安全車輪的承載特性及滾動機理 22
2.1 機械彈性安全車輪的結構性能及設計流程 22
2.1.1 結構組成 22
2.1.2 性能特點 23
2.1.3 設計流程 24
2.2 機械彈性安全車輪的承載方式及工作原理 24
2.2.1 承載方式 24
2.2.2 工作原理 26
2.3 機械彈性安全車輪的滾動機理 27
2.3.1 驅動力學模型 27
2.3.2 制動力學模型 29
2.3.3 滾動阻力模型 31
參考文獻 32
第3章 機械彈性安全車輪的接地特性 34
3.1 輪胎接地特性 34
3.1.1 接地印跡 34
3.1.2 接地壓力分佈測量 35
3.1.3 接地壓力分佈評價 38
3.2 接地特性仿真 39
3.2.1 仿真模型 39
3.2.2 充氣輪胎接地壓力仿真 41
3.2.3 機械彈性安全車輪接地壓力仿真 44
3.3 接地壓力試驗與驗證 46
3.3.1 試驗設備與試驗步驟 46
3.3.2 充氣輪胎接地壓力試驗與驗證 48
3.3.3 機械彈性安全車輪接地壓力試驗與驗證 49
3.3.4 接地壓力試驗評價 51
參考文獻 54
第4章 機械彈性安全車輪滾動阻力特性 57
4.1 滾動阻力理論 57
4.1.1 彈性遲滯損失原理 57
4.1.2 彈性遲滯力理論模型 58
4.2 滾動阻力影響因素 60
4.2.1 內部因素 60
4.2.2 外部因素 60
4.3 滾動阻力測量方法 60
4.3.1 室內試驗方法 61
4.3.2 道路試驗方法 61
4.3.3 經驗方法 62
4.4 機械彈性安全車輪滾動阻力模型 63
4.4.1 基本原理 63
4.4.2 複合恢復力 64
4.4.3 複合恢復力參數辨識 66
4.4.4 滾動阻力模型構建 67
4.5 滾動阻力試驗 68
4.5.1 試驗原理 68
4.5.2 裝車試驗 69
參考文獻 70
第5章 機械彈性安全車輪側向特性 73
5.1 機械彈性安全車輪的側向靜力學特性 73
5.1.1 靜態側向特性試驗 73
5.1.2 車輪側向剛度特性 74
5.2 機械彈性安全車輪側偏特性產生機理 76
5.3 機械彈性安全車輪的側偏特性試驗及分析 78
5.3.1 試驗台架 78
5.3.2 試驗步驟及內容 79
5.3.3 穩態側偏特性分析 81
5.4 機械彈性安全車輪與充氣輪胎車輪側偏特性對比分析 82
5.5 機械彈性安全車輪的側傾特性 84
5.5.1 簡化刷子模型 84
5.5.2 忽略輪體寬度的側傾刷子模型 85
5.5.3 包含輪體寬度的側傾刷子模型 86
5.5.4 側傾角對側向力和回正力矩的影響 88
5.6 機械彈性安全車輪側傾角對側偏特性的影響 89
5.6.1 側傾側偏特性試驗 89
5.6.2 側向力特性分析 90
5.6.3 回正力矩特性分析 91
5.6.4 載荷對側傾側偏特性的影響 92
參考文獻 93
第6章 機械彈性安全車輪垂向振動特性 96
6.1 REF模型和有限元仿真 96
6.1.1 REF模型 96
6.1.2 運動方程 97
6.1.3 REF模型參數確定 102
6.1.4 基於REF的有限元模型 103
6.1.5 仿真分析 103
6.2 試驗模態分析 104
6.2.1 模態試驗理論模型 104
6.2.2 模態測試系統 105
6.2.3 試驗模態分析 107
6.3 振動傳遞特性分析 108
6.3.1 路徑傳遞率分析 109
6.3.2 路徑介入損失分析 111
6.4 機械彈性安全車輪與充氣輪胎車輪模態參數對比分析 115
6.4.1 充氣輪胎模態試驗與分析 115
6.4.2 機械彈性安全車輪與充氣輪胎車輪模態參數的對比 117
6.5 機械彈性安全車輪垂向振動特性的影響因素 117
6.5.1 輪結構的影響 117
6.5.2 鉸鏈組結構的影響 120
6.5.3 不同工況的影響 123
6.5.4 不均勻性的影響 125
參考文獻 126
第7章 機械彈性安全車輪包容特性及其影響因素 129
7.1 彈性滾子接觸模型及仿真 129
7.1.1 彈性滾子接觸模型 129
7.1.2 有效路形仿真 131
7.2 有限元建模 132
7.3 低速穩態包容特性 133
7.3.1 障礙物截面尺寸對徑向剛度的影響 134
7.3.2 垂向力特性 137
7.3.3 縱向力特性 138
7.4 包容特性的影響因素 140
7.4.1 載荷的影響 140
7.4.2 徑向剛度的影響 141
7.5 越障性能的實車試驗 142
參考文獻 143
第8章 機械彈性安全車輪鬆軟路面牽引通過性 146
8.1 機械彈性安全車輪通過性評價指標 146
8.2 機械彈性安全車輪輪-地作用模型 147
8.2.1 法向載荷與靜態沉陷 147
8.2.2 滑轉與動態沉陷 148
8.2.3 土壤推力與掛鉤牽引力 150
8.3 機械彈性安全車輪與輪胎掛鉤牽引力對比 151
8.4 機械彈性安全車輪結構與使用參數對牽引通過性的影響 153
8.4.1 剛度的影響 153
8.4.2 半徑的影響 155
8.4.3 寬度的影響 156
8.4.4 載荷的影響 158
8.5 整車道路試驗 159
參考文獻 161
第9章 機械彈性安全車輪 輪活絡模具設計方法 164
9.1 機械彈性安全車輪 輪活絡模具結構設計方案 164
9.1.1 活絡模具結構方案 164
9.1.2 活絡模具材料 166
9.1.3 活絡模具精度 167
9.2 機械彈性安全車輪 輪活絡模具的設計及計算 167
9.2.1 模具分型面的選擇 167
9.2.2 活絡模具型腔壁厚設計方法 168
9.2.3 模具脫模力的確定 171
9.2.4 模具強度校核 172
9.2.5 弓形塊結構的優化設計 174
9.2.6 模具各部分螺紋強度校核 176
9.2.7 模具結構尺寸參數 179
9.3 機械彈性安全車輪 輪活絡模具三維實體建模與封裝 179
9.3.1 SolidWorks 的參數化設計思想 179
9.3.2 活絡模具三維實體建模 181
9.3.3 活絡模具封裝過程 184
參考文獻 186
第10章 機械彈性安全車輪結構的參數化設計方法 189
10.1 總體結構設計 189
10.1.1 系統簡介 189
10.1.2 系統結構 190
10.2 主要結構參數及約束關係分析 191
10.2.1 主要結構參數分類 191
10.2.2 約束關係的建立 192
10.3 零件參數化的設計實現 194
10.3.1 零件參數化模型庫的搭建 194
10.3.2 車輪結構的參數校核 196
10.3.3 參數驅動三維建模 198
10.3.4 零件工程圖的創建 199
10.3.5 零件的自動裝配 201
10.4 ME-Wheel Design 系統設計實例 202
10.4.1 總體設計 202
10.4.2 輪設計 204
10.4.3 鉸鏈組設計 213
10.4.4 輪轂設計 216
10.4.5 生成裝配件 218
參考文獻 219
附錄 作者已發表的機械彈性車輪相關論文 222
序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 輪胎的功能及使用性能要求 1
1.1.1 輪胎的功能 1
1.1.2 使用性能要求 2
1.2 安全輪胎簡介 6
1.2.1 安全輪胎的洩氣保用技術 7
1.2.2 安全輪胎的非充氣結構技術 11
1.2.3 安全輪胎的發展趨勢 14
參考文獻 17
第2章 機械彈性安全車輪的承載特性及滾動機理 22
2.1 機械彈性安全車輪的結構性能及設計流程 22
2.1.1 結構組成 22
2.1.2 性能特點 23
2.1.3 設計流程 24
2.2 機械彈性安全車輪的承載方式及工作原理 24
2.2.1 承載方式 24
2.2.2 工作原理 26
2.3 機械彈性安全車輪的滾動機理 27
2.3.1 驅動力學模型 27
2.3.2 制動力學模型 29
2.3.3 滾動阻力模型 31
參考文獻 32
第3章 機械彈性安全車輪的接地特性 34
3.1 輪胎接地特性 34
3.1.1 接地印跡 34
3.1.2 接地壓力分佈測量 35
3.1.3 接地壓力分佈評價 38
3.2 接地特性仿真 39
3.2.1 仿真模型 39
3.2.2 充氣輪胎接地壓力仿真 41
3.2.3 機械彈性安全車輪接地壓力仿真 44
3.3 接地壓力試驗與驗證 46
3.3.1 試驗設備與試驗步驟 46
3.3.2 充氣輪胎接地壓力試驗與驗證 48
3.3.3 機械彈性安全車輪接地壓力試驗與驗證 49
3.3.4 接地壓力試驗評價 51
參考文獻 54
第4章 機械彈性安全車輪滾動阻力特性 57
4.1 滾動阻力理論 57
4.1.1 彈性遲滯損失原理 57
4.1.2 彈性遲滯力理論模型 58
4.2 滾動阻力影響因素 60
4.2.1 內部因素 60
4.2.2 外部因素 60
4.3 滾動阻力測量方法 60
4.3.1 室內試驗方法 61
4.3.2 道路試驗方法 61
4.3.3 經驗方法 62
4.4 機械彈性安全車輪滾動阻力模型 63
4.4.1 基本原理 63
4.4.2 複合恢復力 64
4.4.3 複合恢復力參數辨識 66
4.4.4 滾動阻力模型構建 67
4.5 滾動阻力試驗 68
4.5.1 試驗原理 68
4.5.2 裝車試驗 69
參考文獻 70
第5章 機械彈性安全車輪側向特性 73
5.1 機械彈性安全車輪的側向靜力學特性 73
5.1.1 靜態側向特性試驗 73
5.1.2 車輪側向剛度特性 74
5.2 機械彈性安全車輪側偏特性產生機理 76
5.3 機械彈性安全車輪的側偏特性試驗及分析 78
5.3.1 試驗台架 78
5.3.2 試驗步驟及內容 79
5.3.3 穩態側偏特性分析 81
5.4 機械彈性安全車輪與充氣輪胎車輪側偏特性對比分析 82
5.5 機械彈性安全車輪的側傾特性 84
5.5.1 簡化刷子模型 84
5.5.2 忽略輪體寬度的側傾刷子模型 85
5.5.3 包含輪體寬度的側傾刷子模型 86
5.5.4 側傾角對側向力和回正力矩的影響 88
5.6 機械彈性安全車輪側傾角對側偏特性的影響 89
5.6.1 側傾側偏特性試驗 89
5.6.2 側向力特性分析 90
5.6.3 回正力矩特性分析 91
5.6.4 載荷對側傾側偏特性的影響 92
參考文獻 93
第6章 機械彈性安全車輪垂向振動特性 96
6.1 REF模型和有限元仿真 96
6.1.1 REF模型 96
6.1.2 運動方程 97
6.1.3 REF模型參數確定 102
6.1.4 基於REF的有限元模型 103
6.1.5 仿真分析 103
6.2 試驗模態分析 104
6.2.1 模態試驗理論模型 104
6.2.2 模態測試系統 105
6.2.3 試驗模態分析 107
6.3 振動傳遞特性分析 108
6.3.1 路徑傳遞率分析 109
6.3.2 路徑介入損失分析 111
6.4 機械彈性安全車輪與充氣輪胎車輪模態參數對比分析 115
6.4.1 充氣輪胎模態試驗與分析 115
6.4.2 機械彈性安全車輪與充氣輪胎車輪模態參數的對比 117
6.5 機械彈性安全車輪垂向振動特性的影響因素 117
6.5.1 輪結構的影響 117
6.5.2 鉸鏈組結構的影響 120
6.5.3 不同工況的影響 123
6.5.4 不均勻性的影響 125
參考文獻 126
第7章 機械彈性安全車輪包容特性及其影響因素 129
7.1 彈性滾子接觸模型及仿真 129
7.1.1 彈性滾子接觸模型 129
7.1.2 有效路形仿真 131
7.2 有限元建模 132
7.3 低速穩態包容特性 133
7.3.1 障礙物截面尺寸對徑向剛度的影響 134
7.3.2 垂向力特性 137
7.3.3 縱向力特性 138
7.4 包容特性的影響因素 140
7.4.1 載荷的影響 140
7.4.2 徑向剛度的影響 141
7.5 越障性能的實車試驗 142
參考文獻 143
第8章 機械彈性安全車輪鬆軟路面牽引通過性 146
8.1 機械彈性安全車輪通過性評價指標 146
8.2 機械彈性安全車輪輪-地作用模型 147
8.2.1 法向載荷與靜態沉陷 147
8.2.2 滑轉與動態沉陷 148
8.2.3 土壤推力與掛鉤牽引力 150
8.3 機械彈性安全車輪與輪胎掛鉤牽引力對比 151
8.4 機械彈性安全車輪結構與使用參數對牽引通過性的影響 153
8.4.1 剛度的影響 153
8.4.2 半徑的影響 155
8.4.3 寬度的影響 156
8.4.4 載荷的影響 158
8.5 整車道路試驗 159
參考文獻 161
第9章 機械彈性安全車輪 輪活絡模具設計方法 164
9.1 機械彈性安全車輪 輪活絡模具結構設計方案 164
9.1.1 活絡模具結構方案 164
9.1.2 活絡模具材料 166
9.1.3 活絡模具精度 167
9.2 機械彈性安全車輪 輪活絡模具的設計及計算 167
9.2.1 模具分型面的選擇 167
9.2.2 活絡模具型腔壁厚設計方法 168
9.2.3 模具脫模力的確定 171
9.2.4 模具強度校核 172
9.2.5 弓形塊結構的優化設計 174
9.2.6 模具各部分螺紋強度校核 176
9.2.7 模具結構尺寸參數 179
9.3 機械彈性安全車輪 輪活絡模具三維實體建模與封裝 179
9.3.1 SolidWorks 的參數化設計思想 179
9.3.2 活絡模具三維實體建模 181
9.3.3 活絡模具封裝過程 184
參考文獻 186
第10章 機械彈性安全車輪結構的參數化設計方法 189
10.1 總體結構設計 189
10.1.1 系統簡介 189
10.1.2 系統結構 190
10.2 主要結構參數及約束關係分析 191
10.2.1 主要結構參數分類 191
10.2.2 約束關係的建立 192
10.3 零件參數化的設計實現 194
10.3.1 零件參數化模型庫的搭建 194
10.3.2 車輪結構的參數校核 196
10.3.3 參數驅動三維建模 198
10.3.4 零件工程圖的創建 199
10.3.5 零件的自動裝配 201
10.4 ME-Wheel Design 系統設計實例 202
10.4.1 總體設計 202
10.4.2 輪設計 204
10.4.3 鉸鏈組設計 213
10.4.4 輪轂設計 216
10.4.5 生成裝配件 218
參考文獻 219
附錄 作者已發表的機械彈性車輪相關論文 222
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