車輛結構動力學：基於 NX/SimcenterTM 3D的仿真實現（簡體書）

本書把重點放在了概念入門與前沿拓展結合、理論與軟件實現、案例分析結合上，結合當前主流的商業軟件及結構動力響應的計算機模擬，加強車輛結構動力學相關理論的教學，書中包括了多個車輛零部件動力分析優化設計的案例。

劉學文，工學博士，歷任美國優集公司、西門子工業軟件（上海）有限公司工程師，高級工程師，上海工程技術大學汽車工程學院高級工程師、機械與汽車工程學院高級工程師。

目錄










上篇動力學分析基本理論




第1章緒論




1.1結構動力學主要內容




1.2結構動力學分析的目的




1.3結構動力學的幾個基本概念




1.3.1動力自由度




1.3.2實位移與虛位移




1.3.3廣義力




1.3.4慣性力




1.3.5彈簧的恢復力




1.3.6阻尼力




1.3.7動力載荷分類




1.4結構動力學計算的特點




1.5結構動力學分析的四種問題




1.6本書邏輯結構及內容安排




習題




第2章結構動力學建模導論




2.1動力學建模的基本概念




2.1.1功和能




2.1.2線彈性體系和阻尼彈性體系




2.1.3非彈性體系




2.1.4動力學建模的標準




2.1.5動力學建模的過程




2.1.6動力學模型分類




2.2平衡問題的力學原理與數學模型




2.2.1平衡條件與動力學平衡問題




2.2.2線彈性平衡問題的微分描述――

dAlembert原理




2.2.3線彈性平衡問題的積分描述――虛功原理




2.2.4線彈性平衡問題的變分描述――哈密頓原理




2.3小結




第3章單自由度體系




3.1無阻尼自由振動分析




3.2有阻尼自由振動分析




3.2.1黏性阻尼自由振動




3.2.2阻尼模型




3.2.3阻尼比的測量




3.2.4庫侖阻尼自由振動




3.3對諧振載荷的響應




3.3.1主動隔振和被動隔振




3.3.2振動測量儀器




3.4對週期載荷的響應




3.5對一般載荷的響應




習題













第4章多自由度體系




4.1多自由度運動方程的建立




4.2無阻尼振動分析




4.2.1固有頻率和振型




4.2.2主坐標和正則坐標




4.2.3自由振動響應




4.2.4強迫振動響應




4.3有阻尼自由振動分析




習題




第5章動力學反應的數值計算




5.1微分方程的時間步進法




5.2基於激勵插值的方法




5.3基於速度、加速度的有限差分中心差分法




5.4基於假設加速度變化的步進法




5.4.1平均加速度法




5.4.2線性加速度法




5.4.3Newmark法




5.4.4Wilson法




5.5穩定性與計算誤差




5.5.1穩定性




5.5.2計算誤差




習題




第6章分佈參數體系




6.1運動的偏微分方程




6.2無阻尼自由振動分析




6.2.1梁的無阻尼振型和頻率




6.2.2振型的正交性




6.3動力學反應分析




6.3.1正規坐標




6.3.2無阻尼動力學反應分析




6.3.3有阻尼動力學反應分析




6.4動力學模型的離散化




習題




第7章隨機振動




7.1概率論




7.1.1隨機變量




7.1.2隨機變量的概率分佈




7.1.3隨機變量的數字特徵




7.2隨機過程




7.2.1平穩過程和各態歷經過程




7.2.2平穩過程的相關函數和功率譜密度函數




7.2.3自相關函數和功率譜密度函數的關係




7.3線性單自由度體系的隨機反應




7.3.1輸入與輸出的數字特徵之間的關係




7.3.2輸入與輸出的功率譜密度之間的關係




7.4線性多自由度體系的隨機反應




7.4.1多自由度體系的時域反應




7.4.2多自由度體系的頻域反應




習題




下篇軟件平臺及車輛動力學應用初步




第8章基於NX/SimcenterTM3D仿真平臺的響應動力學分析




8.1SimcenterTM3D響應動力學分析軟件簡介




8.1.1模態模型




8.1.2響應動力學分析界面




8.1.3支持廣泛的動態載荷類型




8.1.4模型準備




8.1.5函數和圖表工具




8.1.6與試驗的接口




8.1.7響應分析的類型




8.1.8動態響應計算結果




8.1.9響應動力學分析流程




8.2SimcenterTM3D響應動力學理論基礎




8.2.1正則模態和約束模態




8.2.2連接模態




8.2.3模態有效質量




8.2.4物理量數據恢復方法




8.2.5模態初始條件定義




8.2.6剛體模態




8.2.7阻尼的定義




8.3SimcenterTM3D響應動力學軟件使用流程




8.3.1利用SimcenterTM3D平臺創建或者讀入模型




8.3.2有限元模型創建




8.3.3模態計算方案的定義




8.3.4特殊邊界條件定義




8.3.5定義響應動力學計算過程和事件




8.3.6頻率響應函數和傳遞率計算




8.3.7事件類型以及定義事件




8.3.8響應動力學激勵函數的定義




8.3.9SimcenterTM3D響應動力學結果的計算和顯示




8.4SimcenterTM3D響應動力學行業應用案例介紹




8.4.1響應動力學軟件功能組成及特點




8.4.2虛擬試驗驗證




8.4.3響應動力學計算過程描述




8.4.4響應動力學行業應用及案例介紹




8.4.5虛擬試驗部分




8.5基於SimcenterTM3D響應動力學的某新能源汽車響應分析




8.5.1某新能源汽車白車身模型自動創建




8.5.2白車身傳遞函數分析計算




8.5.3某新能源汽車白車身半正弦分析




8.5.4某新能源汽車振動噪聲耦合分析




參考文獻