《越野车辆动力学》系列文章：
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3.4 运动稳定性和操纵稳定性
3. 4. 1 车辆的操纵动力学
在车辆的操纵动力学中，我们更关注运动的横向控制动力学，它是对轮式车辆在运动方向上发生横向移动方法的描述，尤其是在转向、加速以及制动过程中，此外，还包括在稳态条件下运动时的方向稳定性，图3.28给出了整车的二自由度操纵模型。
图3.29是典型的在转向过程中线性车辆模型的响应， 可以推断出非线性的轮胎力通过高g操作实现了车辆的稳定运动。当采用线性车辆模型时， 无法在大滑移角、横向载荷传递影响、低摩擦系数以及其他一些影响车辆稳定性因素的条件下估算出力的丰度。
由汽车的操纵运动方程可以得出车辆的纵向力、横向力、侧倾和俯仰，如图3.32 所示。
3.4. 2 越野车辆的稳定性
本节主要是针对诸如农用拖拉机之类的原型越野车辆，当其在陡峭的山坡上作业或需要越过障碍时的稳定性和倾覆问题。
在不规则路面和斜坡上行驶的越野车辆的不稳定性和倾覆问题一直是工程师和设计师需要面对的问题， 翻车状况与操作条件和许多车辆设计参数密切相关。在不同类型的越野车辆中， 由于缺乏弹性设计且悬架系统不适当，农用拖拉机成为侧翻事故的最大受害者， 而引进的ROPS（翻车保护结构）技术却并不能防止此类事故的发生， 只是减少了事故的致死率。但是如果对拖拉机的运动学和动力学进行客观条件评估， 就可以保证它的安全性和稳定性， 基于此， 人们已经进行了许多次尝试，在理论方法的基础上开发出一种封闭式系统，来对那些更容易发生横向不稳定 性问题的车辆进行优化，值得注意的是，由于试验过程比较危险，因此倾覆问题和不稳定性的试验工作是非常受限的。
在研究公路车辆的稳定性问题时，第一步是对车辆运动方程进行合理的推导和逼近。图3.33表示的是一辆在角度为0的斜坡上行驶的四轮拖拉机，如上所述，典型的拖拉机没有本书所考虑的悬架系统。另外，人们假设轮胎是过度充气的，因此可以看作是一个刚性体，轮胎下方的地面是紧实土，也不容易发生变形。通过这些假设，我们可以将拖拉机看作是一个没有能量损失的保守系统，由于没有能量损失，就可以根据能量守恒定律来建立模型。
本文摘编自《越野车辆动力学——分析、建模与优化》，机械工业出版社出版，经出版方授权发布。
《越野车辆动力学——分析、建模与优化》基于机械概念和理论给出了越野车辆系统建模、数学描述和性能优化分析等问题的相关方法，主要目的是较为准确地概述越野汽车的动力学系统。本书首先建立了与车辆的行驶参数能够很好地吻合的数学模型，同时还介绍了高效地对在崎岖不平路面上行驶的车辆进行建模以获得车辆很好性能的方法，以及更快地针对越野车辆进行设计、开发、分析的基本原理。本书有助于读者开发计算机程序，并使用一些最优选的人工智能方法来对越野车辆动力学进行分析、建模和优化。读者可以根据需要选择学习。本书可作为高等院校机械工程、车辆工程、交通运输及相关专业的本科生、研究生教材，也可供对越野车辆感兴趣的研究人员和工程技术人员阅读参考。
来源：汽车测试网
