Kursplan för Fordonsdynamik

·          Statik (jämvikt, krafter och moment, frikroppsdiagram)
·          Kinematik och kinetik (linjära och roterande rörelser, framför allt i ett plan)
·          Dynamiska system, differentialekvationer (grundläggande nivå)
·          Linjär algebra (matrisekvationer)
·          Stationära vibrationer och stegsvar i linjära mekaniska system.
·          Kandidatexamen i maskinteknik garanterar tillräckliga förkunskaper.

Kursen syftar till att studenterna ska kunna tillämpa sina förkunskaper i grundläggande mekanik på vägfordon. Rörelserna i fordonskroppen som en stelkropp kommer att analyseras separat i tre riktningar: longitudinellt, lateralt och vertikalt. De fordonssystem som är relevanta för fordonsrespons i dessa riktningar kommer att kortfattat beskrivas i ord och enkla ekvationer. Studenten ska kunna tillämpa begrepp i kursen för att lösa enklare problem för komplett-fordons dynamik, både genom handberäkningar och genom att utveckla och använda datormodeller.

Efter kursen ska studenten kunna:

• Beskriva och beräkna de krafter som verkar mellan däcket och vägen under driften av ett fordon.
• Beskriva design och grundläggande funktion av fordonssystem: framdrivning, bromsar, styrning och fjädring.
• Göra grundläggande modeller av de nämnda fordonssystemen, till exempel: drivning på fram/bak-axel, anti-dive/anti-squat fjädring, roll-center, rack-styrning, roll-axel.
• Sammanställ modeller av fordonssystem till en model på komplettfordonsnivå, och använd den för att kontrollera fordonet funktionskrav för manövrer som i huvudsak är endera longitudinella, laterala eller vertikala.

Kursen kommer att behandla bilen som bestående av ett antal delsystem, varav detaljerade analyser (t.ex. kinematiska analyser av hjulupphängningar) inte kommer att vidtas. Kursen (och kompendium) är uppdelad i fem moduler (kapitel) enligt följande :

• Modul 1: Introduktion: Introduktion till fordonsdynamiska uppgifter för ingenjörer. Kort resumé av grundläggande matematiska och maskintekniska begrepp som är relevanta för analys av fordonsdynamik.
• Modul 2: Fordonets interaktioner: Huvudsakligen däck/väg-kontakt, inklusive modeller för rullmotstånd och longitudinellt och lateralt slip och krafter. Kort om kombinerade longitudinell och lateral slip.
• Modul 3: Longitudinal Dynamik: Prestanda för Acceleration/Broms/Backtagning. 2-axlig fordonsmodell för longitudinell vertikalkraftöverflyttning. Kort om hjulupphängnings egenskaper för anti-dive och anti-lift.
• Modul 4: Lateral Dynamik: Låg-hastighets-manövrering, Ackermann Styrning, One-track modell, hög hastighet stationär kurvtagning, Handling diagram, stabilitetsanalys, Stationär oscillerande styrning, Transienta manövrer, kort om roll-axel och lateral vertikalkraftöverflyttning. Kort om manövrer på friktionsgränsen. Kort om kombinerade longitudinella och laterala manövrer.
• Modul 5: Vertikal Dynamik: åkkomfort, väggrepp på ojämn väg, Vägmodell för ojämn väg, hjulupphängningssystem (fjädrar och dämpare), 1- och 2-frihetsgraders kvartsbilmodell, Bounce & Pitch modell. Kort om transient vertikala dynamik.

• Föreläsningar
• Räkneövningar
• Konstruktionsuppgifter, inklusive körning och data-loggning i körsimulator med rörelseplatform

• Kompendium
• Föreläsning presentationsbilder
• Problem för problemlösning och problem från gamla tentor

• Konstruktionsuppgifter
• Skriftlig tentamen med problemlösning