什么叫制动强度什么叫利用附着系数请说明求作利用附着系数与制动强度关系曲线的方法。7.

本题主要考查制动强度、利用附着系数的概念以及求作利用附着系数与制动强度关系曲线的方法。

1. 制动强度的概念

制动强度是描述车辆制动过程中减速度大小的一个无量纲参数。它的定义为制动减速度 $b$ 与重力加速度 $g$ 的比值，用符号 $z$ 表示，其计算公式为：
$z = \frac{b}{g}$
其中，$b$ 是车辆的制动减速度，单位为 $m/s^{2}$；$g$ 是重力加速度，通常取 $g = 9.8m/s^{2}$。

2. 利用附着系数的概念

利用附着系数是指在制动强度为 $z$ 时，第 $i$ 轴的地面制动力 $F_{bi}$ 与第 $i$ 轴的法向作用力 $F_{zi}$ 的比值，用符号 $\varphi_{i}$ 表示，其计算公式为：
$\varphi_{i}=\frac{F_{bi}}{F_{zi}}$
其中，$F_{bi}$ 是第 $i$ 轴的地面制动力，单位为 $N$；$F_{zi}$ 是第 $i$ 轴的法向作用力，单位为 $N$。

3. 求作利用附着系数与制动强度关系曲线的方法

• 步骤一：确定车辆的相关参数
  • 确定车辆各轴的静态轴荷 $G_{i0}$，即车辆静止时各轴所承受的重量，单位为 $N$。
  • 确定车辆的质心位置，包括质心高度 $h_g$ 和质心到前轴、后轴的水平距离 $a$、$b$，单位为 $m$。
  • 确定车辆的轴距 $L=a + b$，单位为 $m$。
• 步骤二：计算不同制动强度下各轴的法向作用力
  • 根据车辆的受力平衡和运动学关系，在制动过程中，车辆会产生一个绕质心的旋转力矩，导致各轴的法向作用力发生变化。
  • 对于前轴，其法向作用力 $F_{z1}$ 的计算公式为：
    $F_{z1}=G_{10}+\frac{h_g}{L}G$
  • 对于后轴，其法向作用力 $F_{z2}$ 的计算公式为：
    $F_{z2}=G_{20}-\frac{h_g}{L}G$
  • 其中 $G = G_{10}+G_{20}$ 是车辆的总重量，单位为 $N$。
• 步骤三：计算不同制动强度下各轴的地面制动力
  • 假设车辆各轴的制动器制动力分配系数为 $\beta$，则前轴的制动器制动力 $F_{\mu1}=\beta F_{\mu}$，后轴的制动器制动力 $F_{\mu2}=(1 - \beta)F_{\mu}$，其中 $F_{\mu}$ 是车辆的总制动器制动力。
  • 在理想情况下，地面制动力等于制动器制动力，即 $F_{bi}=F_{\mu i}$（$i = 1,2$）。
  • 由于制动强度 $z=\frac{b}{g}$，且 $F_{\mu}=Gz$，所以前轴的地面制动力 $F_{b1}=\beta Gz$，后轴的地面制动力 $F_{b2}=(1 - \beta)Gz$。
• 步骤四：计算不同制动强度下各轴的利用附着系数
  • 根据利用附着系数的定义 $\varphi_{i}=\frac{F_{bi}}{F_{zi}}$，分别计算前轴和后轴的利用附着系数：
  • 前轴利用附着系数 $\varphi_{1}=\frac{F_{b1}}{F_{z1}}=\frac{\beta Gz}{G_{10}+\frac{h_g}{L}G}$
  • 后轴利用附着系数 $\varphi_{2}=\frac{F_{b2}}{F_{z2}}=\frac{(1 - \beta)Gz}{G_{20}-\frac{h_g}{L}G}$
• 步骤五：绘制关系曲线
  • 以制动强度 $z$ 为横坐标，利用附着系数 $\varphi$ 为纵坐标，分别绘制前轴和后轴的利用附着系数与制动强度的关系曲线。
  • 选取一系列不同的制动强度 $z$ 值（例如 $z = 0,0.1,0.2,\cdots$），计算出对应的前轴和后轴的利用附着系数 $\varphi_{1}$ 和 $\varphi_{2}$，然后将这些点绘制在坐标图上，最后用平滑的曲线连接这些点，即可得到利用附着系数与制动强度的关系曲线。