汽车安全工程

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出版者:化学工业出版社
作者:葛如海/刘志强/陈晓东编
出品人:
页数:580
译者:
出版时间:2005-9
价格:49.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502572983
丛书系列:
图书标签:
  • 汽车安全
  • 安全工程
  • 汽车工程
  • 车辆工程
  • 碰撞安全
  • 主动安全
  • 被动安全
  • 汽车技术
  • 交通安全
  • 汽车设计
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具体描述

本书吸收了国内外研究的最新成果,以人与车的和诣相处为重点,从人的特性和汽车碰撞特性入手,重点介绍了汽车安全带、汽车安全气囊、座椅、方向盘等乘员约束系统对乘员的保护以及车体结构对乘员和行人的保护等。该书对我国汽车安全工程进展起到一定的作用。

  本书是《现代道路交通安全技术丛书》的一个分册。本书吸收了国内外研究的最新成果,以人与车的和谐相处为重点,从人的特性和汽车碰撞特性入手,系统地介绍了汽车安全带、安全气囊、座椅、方向盘等乘员约束系统对乘员的保护,车体结构对乘员和行人的保护,汽车碰撞试验和碰撞方面的最新进展,碰撞发生后乘员的脱出及救出措施。

  本书可供汽车安全研究、汽车总体设计、车身设计等科技人员参考使用,也可作为交通工程、交通运输、交通管理等专业的教材。

机械动力学与振动分析:结构动力响应与控制 书籍简介 本书深入探讨了机械系统在动态载荷下的行为,重点分析了结构动力响应、振动控制理论及其在工程实践中的应用。内容涵盖了从基础的单自由度系统分析到复杂多自由度系统的模态分析,并详细阐述了先进的振动抑制技术。 --- 第一部分:基础理论与一维系统分析 第1章:机械动力学的基本概念与建模 本章首先界定了机械动力学的核心范畴,区分了运动学和动力学分析。随后,详细介绍了构建工程问题数学模型的方法,包括拉格朗日方程和牛顿-欧拉方程在机械系统建模中的应用。重点阐述了如何根据实际物理结构抽象出理想化的质点、弹簧和阻尼器模型。 第2章:单自由度系统(SDOF)的自由振动 本章聚焦于最基本的振动模型——单自由度系统。系统地推导了无阻尼和有阻尼系统的运动微分方程。通过特征方程求解,清晰地阐述了自然频率、固有频率和阻尼比的概念。对欠阻尼、临界阻尼和过阻尼三种情况下的瞬态响应进行了详细的解析求解,并以对数衰减率作为定量评估阻尼效果的指标。 第3章:单自由度系统的受迫振动与稳态响应 本章深入研究了外部周期性激励对SDOF系统的影响。推导了系统的稳态响应解,并引入了“放大系数”(Magnification Factor)的概念,直观展示了激励频率与系统固有频率接近时系统振幅的急剧增加,即“共振现象”。章节末尾通过傅里叶级数分析了任意周期性载荷下的稳态响应,为后续复杂激励的分析奠定了基础。 第4章:能量法在振动分析中的应用 本章侧重于不依赖微分方程求解的能量法。通过瑞利(Rayleigh)方法,讲解了如何快速估算复杂结构的基本频率。详细阐述了系统的应变能和动能计算,以及如何利用能量守恒原理来简化动力学模型的求解过程,尤其适用于具有连续质量分布的系统初步评估。 --- 第二部分:多自由度系统(MDOF)分析与模态理论 第5章:多自由度系统的运动方程 本章将理论扩展到具有多个相互耦合的自由度系统。通过拉格朗日法,系统地推导了MDOF系统的矩阵形式运动方程:$Mddot{x} + Cdot{x} + Kx = F(t)$。详细解释了集中质量矩阵(M)、阻尼矩阵(C)和刚度矩阵(K)的物理意义和构建规则,强调了坐标选择对建模效率的影响。 第6章:无阻尼系统的固有特性(模态分析基础) 本章是模态分析的核心。在忽略阻尼的情况下,求解齐次运动方程的特征值问题,即$det(K - omega^2 M) = 0$。详细解释了特征值(固有频率)和特征向量(振型或模态形状)的物理含义。通过正交性关系,讲解了模态坐标变换的原理,即将复杂的耦合运动解耦为一系列独立的单自由度系统(模态)。 第7章:阻尼对模态的影响与经典阻尼理论 本章讨论了阻尼矩阵对模态特性的影响。介绍了粘性阻尼系统的求解难题,并重点分析了“经典阻尼”(或称比例阻尼)的特性,即当阻尼矩阵是质量矩阵和刚度矩阵的线性组合时,系统仍然可以进行模态解耦。此外,还引入了复模态分析的概念,以处理非经典阻尼系统。 第8章:频率响应与暂态响应分析 在模态分析的基础上,本章研究了MDOF系统在外力作用下的实际响应。利用模态叠加法计算系统的频率响应函数(FRF),分析系统在不同激励频率下的幅频特性曲线。对于冲击或瞬态载荷,则采用数值积分法(如中心差分法或龙格-库塔法)求解系统的暂态时间历程响应。 --- 第三部分:连续体动力学与数值方法 第9章:基本连续体系统的振动分析 本章将动力学分析扩展到具有无限自由度的连续体,如梁、杆和薄板。推导了欧拉-伯努利梁和欧拉-提莫申科梁的横向振动微分方程。通过分离变量法求解基本边界条件下的常微分方程,得出连续体系统的固有频率和模态函数,如简支梁的$sin(npi x/L)$振型。 第10章:有限元方法(FEM)在结构动力学中的应用 系统地介绍了将连续体离散化为有限元模型的过程。详细讲解了单元刚度矩阵、质量矩阵和(如果适用)阻尼矩阵的构建过程,特别是对一致质量矩阵和集中质量矩阵的比较。重点阐述了如何通过全局组装,得到大型结构系统的离散化动力学方程,为现代工程软件(如ANSYS, ABAQUS)的原理奠定基础。 第11章:模态分析的实验技术与验证 本章关注实验模态分析(EMA)。介绍了如何通过激振器施加输入力(如冲击锤或激振器),并使用加速度传感器采集输出响应信号。详细讲解了频响函数(FRF)的测量和后处理技术,包括峰值拾取法和识别法,用于从实验数据中提取系统的真实固有频率、阻尼比和振型。强调了实验结果与有限元预测结果的对比验证方法。 --- 第四部分:主动与被动振动控制技术 第12章:被动振动控制:隔离与吸收 本章探讨了不消耗外部能量的振动控制方法。详细分析了隔振器的设计原理,包括刚度和阻尼参数对隔离效率的影响,特别关注了低频振动隔离的设计挑战。深入研究了共振吸收器的原理和设计,阐述了如何通过引入附加质量和弹簧来转移或抑制特定频率的振动。 第13章:主动振动控制(AVC)基础 本章引入了需要外部能源输入的主动控制策略。介绍了基本反馈控制理论,如PD(比例-微分)控制器在抑制振动中的应用。详细讲解了如何基于系统的状态信息(如位移和速度)设计控制器增益,以实时改变系统的动力学特性,从而抑制特定模态的振动。 第14章:智能材料与结构健康监测的接口 本章展望了先进技术在动力学控制中的集成应用。探讨了压电材料(PZT)作为传感器和作动器的双重作用,以及它们在分布式传感器网络和局部主动阻尼中的潜力。简要介绍了基于结构响应特征变化的历史演变,用于早期故障诊断的思路,例如刚度退化对模态频率的影响。 --- 读者对象: 本书适合高等院校机械工程、航空航天工程、土木工程及材料科学等专业的本科生高年级和研究生,以及从事机械设计、结构动力学分析、振动控制工程的专业工程师和研究人员参考使用。 学习目标: 掌握机械系统动力学建模、无阻尼及有阻尼系统的解析与数值求解方法,能够独立进行结构的模态分析,并初步掌握被动及主动振动控制系统的设计与验证原理。

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读后感

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用户评价

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**五** 从写作的体例上来看,这本书采用了一种非常严谨的“问题导向型”结构,每一章节的展开都像是在解一个悬案。它不是那种传统意义上将知识点平铺直叙的教科书,而更像是一系列精心设计的“工程挑战报告”。例如,关于车辆轻量化与结构强度之间的矛盾,作者没有简单地给出某个最佳配比,而是通过对不同材料应用场景的权衡分析,展示了工程决策的复杂性与妥协性。书中对计算仿真技术(CAE)的应用描述非常到位,重点不在于软件本身有多强大,而在于如何通过合理的建模假设,将现实世界的复杂性转化为计算机可以处理的数学模型,并准确预测物理世界的结果。我感觉自己跟随作者进行了一次深入的“虚拟碰撞实验”,从单元体的受力分析到整车乘员约束系统的动态响应,每一步都充满了严谨的科学推理。这本书的深度和广度,远远超出了我最初的预期,它真正体现了“安全”二字,需要跨越物理、材料、人机、以及决策科学的多个维度去共同构建的复杂工程艺术。

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**二** 初翻此书,我被其详尽的案例分析所震撼,它仿佛一本浓缩了过去三十年间全球重大交通事故调查报告的精华集萃。作者对于事故成因的剖析,绝不是简单地归咎于“人为失误”或“设备故障”这种二元论,而是极其细致地解构了从设计缺陷、制造公差、维护不当,到操作环境压力等多个层面的耦合作用。例如,关于被动安全系统——比如安全带和气囊——在不同体型乘员身上表现差异的统计分析部分,数据之详实,推导之严密,让人不得不佩服作者在数据挖掘和交叉验证上的功力。这本书的价值在于,它提供了一套方法论,教你如何像一个“预言家”一样,在设计伊始就预见到未来可能发生的灾难。它不是在告诉你如何修复已有的错误,而是在构建一个几乎无法被突破的“安全壁垒”。即便是对于一个非专业人士来说,阅读这些案例也能带来极大的警醒作用,让我今后在驾驶时,会更加留意那些微小的不规范操作可能引发的连锁反应。这本书的结构清晰,逻辑链条紧密,读起来酣畅淋漓,知识密度极高,几乎每一页都有值得摘抄的洞见。

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**一** 这本书的视野真是令人耳目一新,它不仅仅局限于传统的机械设计层面,而是以一种近乎哲学思辨的深度,探讨了人与技术之间日益复杂的交互关系。我原以为这是一本会充斥着大量技术图纸和晦涩难懂的公式解析的读物,但作者高明的叙事方式,将那些本应冰冷的数据和严谨的逻辑,编织成了一张探讨“责任”与“信任”的大网。特别是书中关于自动驾驶系统伦理困境的章节,作者没有给出标准答案,而是通过一系列精心构建的虚拟场景,迫使读者去直面那些在紧急关头,算法必须做出的“取舍”。那种张力,让人读得手心冒汗,思考良久。我尤其欣赏作者对“安全冗余”概念的重新定义,不再仅仅是硬件上的备份,更强调信息流和决策链条上的多重校验。这本书对系统工程的理解,已经超越了学科的边界,它更像是一部关于现代复杂系统可靠性建设的宏伟蓝图,让人在合上书本后,对日常生活中那些看似理所当然的安全保障,产生了全新的敬畏感。书中对失效模式与影响分析(FMEA)的阐述,也加入了更多对社会心理因素的考量,这一点非常精妙,展现了作者深厚的跨学科功底。

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**四** 这本书对信息交互界面设计(HMI)的探讨,可谓是独树一帜,它将人机交互的研究提升到了安全性的核心位置。作者明确指出,再先进的辅助驾驶系统,如果人机沟通的界面存在歧义或延迟,那么所有的技术优势都可能瞬间瓦解。我非常喜欢它对“警示信号的有效性”所做的心理学分析。例如,关于视觉、听觉和触觉警报的优先级设定,以及如何避免“警报疲劳”的策略,这些内容对于当前所有从事人机交互设计的人来说,都是必读的宝典。书中对比了不同文化背景下驾驶员对警示语的反应速度差异,这种文化人类学的视角融入工程学,无疑是本书的一大亮点。阅读到这部分时,我甚至开始反思自己手机上那些App的通知机制是否也存在潜在的“安全风险”。这本书的贡献在于,它将“用户体验”从一个商业术语,提升到了关乎生死的工程范畴,强调了清晰、即时、无歧义的沟通才是终极安全保障。

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**三** 坦率地说,这本书的写作风格非常具有“工程师美学”,冷静、精确、一丝不苟,但又不失一种对人类福祉深沉的关怀。它的语言如同精密仪器般,精准地描摹着物理世界的运行规律与人为干预之间的博弈。我特别留意了其中关于材料科学与结构完整性一章,作者并没有停留在介绍材料性能的参数列表,而是深入探讨了材料在极端载荷、疲劳应力和温度变化等复合作用下,其微观结构如何演变,最终导致宏观失效的整个过程。这种对“材料的生命周期”的关注,体现了作者对工程本质的深刻理解。我感觉自己像是被带进了一个高精度的实验室,近距离观察着钢板的屈服,碳纤维的断裂,以及这些微小尺度的变化如何累积成致命的风险。全书的行文节奏把握得极好,在描述复杂物理过程时,会适当地插入一些历史性的回顾,比如早期碰撞测试方法的演变,这极大地丰富了内容的层次感,避免了纯粹的技术说教,让阅读过程充满了探索的乐趣。

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