车辆动力学

对于机动车辆，例如汽车、飞机和船只，车辆动力学是对车辆运动的研究，例如，车辆的前向运动如何响应驾驶员输入、推进系统输出、环境条件、空气/表面/ 水情等

汽车动力学是以经典力学为基础的工程学的一部分。

影响动力学的车辆设计方面可分为动力传动系统和制动、悬架和转向、质量分布、空气动力学和轮胎。

• 汽车布局（即发动机和驱动轮的位置）
• 动力总成
• 刹车系统

一些属性与悬架、转向和底盘的几何形状有关。 这些包括：

• 阿克曼转向几何结构
• 车轴
• 外倾角
• 后倾角
• 行驶高度
• 侧倾中心
• 擦洗半径
• 转向比
• 脚趾
• 车轮定位
• 轴距

车辆动力学的某些属性或方面完全取决于质量及其分布。 这些包括：

• 重心
• 转动惯量
• 滚动力矩
• 簧载质量
• 簧下质量
• 体重分布

车辆动力学的某些属性或方面纯粹是空气动力学的。 这些包括：

• 汽车风阻系数
• 汽车空气动力学
• 压力中心
• 下压力
• 汽车的地面效应

车辆动力学的某些属性或方面可以直接归因于轮胎。 这些包括：

• 外倾推力
• 力圈
• 联系补丁
• 转弯力
• 地面压力
• Pacejka 的魔法公式
• 气动尾迹
• 径向力变化
• 松弛长度
• 滚动阻力
• 自对准力矩
• 打滑
• 侧偏角
• 打滑（车辆动力学）
• 分拆
• 转向比
• 轮胎负载敏感度

车辆动力学的某些属性或方面是纯动态的。 这些包括：

• 身体弯曲
• 身体滚动
• 颠簸转向
• Bundorf 分析
• 方向稳定性
• 临界速度
• 噪音、振动和粗糙度
• 宣传
• 乘坐质量
• 滚动
• 速度摆动
• 转向不足、转向过度、离地时过度转向和鱼尾摆动
• 重量转移和负载转移
• 偏航

车辆的动态行为可以通过几种不同的方式进行分析。 这可以像简单的弹簧质量系统一样简单，通过三自由度 (DoF) 自行车模型，也可以使用多体系统仿真包（例如 MSC ADAMS 或 Modelica）来实现复杂度很高的系统。 随着计算机变得越来越快，软件用户界面得到改进，CarSim 等商业软件包已在行业中广泛使用，用于快速评估数百种测试条件，速度比实时快得多。 车辆模型通常使用高级控制器设计进行仿真，该设计作为软件在环 (SIL) 与控制器设计软件（如 Simulink）或物理硬件在环 (HIL) 一起提供。

车辆的运动主要是由于轮胎和路面之间产生的剪切力，因此轮胎模型是数学模型的重要组成部分。 在目前的车辆模拟器模型中，轮胎模型是最薄弱、最难模拟的部分。 轮胎模型必须在一系列表面条件下，在制动、加速、转弯和组合过程中产生逼真的剪切力。

许多型号都在使用。 大多数是半经验的，例如 Pacejka Magic Formula 模型。

赛车游戏或模拟器也是车辆动力学模拟的一种形式。 在早期版本中，为了获得具有合理图形的实时性能，需要进行许多简化。 然而，计算机速度的提高与对现实物理的兴趣相结合，导致了用于车辆工程的驾驶模拟器使用详细的模型，例如 CarSim。

重要的是模型应该与真实世界的测试结果一致，因此以下许多测试都与仪表化测试车辆的结果相关。