7.5地麵和土壤對車輛動態特性的作用
7.5.1建立車輛動態特性模型的方法
車輛的方向控製，在斜坡上的穩定或傾覆，越障性能，乘車舒適性和貨物安全性，車速極限，車輛動力性能以及與人的因素之間的關係等等車輛動態特性，是通過由地麵行走機構、懸架機構、車輛總體、操向機構或其它有關機構組成的網絡係統傳遞和表現出來的。對一個機構網絡係統的力能輸出的預測計算往往十分複雜。目前，用於建立車輛動態特性模型的方法主要有牛頓法、拉格朗日法、傳遞函數法，以及這些方法的變形。
牛頓法是以牛頓第二定律為依據，運用牛頓運動方程於機構網絡係統計算的一種經典力學方法，也是人們用得較多的一種方法。在研究車輛動態響應過程中，許多學者創造性地運用了牛頓法，研究範圍從簡單的車輪、車輛動態響應問題，到車輛-掛車機組和結構複雜的履帶車輛的動態響應問題；從僅解決線性問題，到解決非線性的振動問題。
拉格朗日法是基於能量觀點的方法，與牛頓法等效。它提供了一種對於任何一組變數（如位移），根據所含能量來處理複雜的質量一力一時間關係的規範方法。這種方法可大大減少確定模型時的臆測，而且所省略的變數乘積最少。
隨著數字計算機技術的不斷發展和各種測試設備的完善，車輛動態分析中引入了專遞函數的概念，從而使車輛動態分析由傳統的時域進入了頻域，由理想化的地麵輸入進入了隨機的地麵輸入。
所謂傳遞函數，就是分析係統的輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比。在車輛的動態分析中，由於輸入是隨機的地表輪廓，因此常采用功率譜描述（所謂功率譜，就是表示信號的功率密度，在頻域中隨頻率的變化情況）。
建立車輛動態特性模型的方法，又可分為兩類：用於解決線性係統的方法（傳遞函數法）和用於解決非線性係統的方法（牛頓法和拉格朗日法）。
分析非線性係統時，往往需在時域內預測車輛響應，車輛係統由許多描寫個別元件性能的方程來確定，須同時解許多微分方程。這時可用牛頓法或拉氏法，其計算適用於模擬計算機，當然亦可用數字計算機。而基於“頻域分析”的傳遞函數法，適應於分析車輛的線性係統，適用於數字計算機計算。
7.5.2車輛的方向控製及方向穩定性
50年代，車輛力學學者對在公路上高速行駛下的方向控製及方向穩定性問題進行了大量研究，且使問題得到了基本解決。這一點已被現代車輛優良的操縱性能所證實。然而，與公路行駛相反，越野行駛的速度低、振動大。有關公路車輛的控製和其穩定性的解決辦法，不能搬用於越野車輛，而需要根據越野條件的特點，進行研究。
一、方向控製及其穩定性所涉及的問題
車輛無論是在硬的還是在軟的平坦地麵上轉向，作用在輪胎平麵側向的所需轉向力Py，是車輪載荷W和車輪轉角δ的函數。轉向力的作用，同時使車輪產生側滑L它減小了轉向半徑並使司機需要校正方向。堅硬不平的地麵使車輛產生振動，致使轉向輪上的載荷發生變化。因此，可能需要對方向作更大的校正。對車輛的方向控製及穩定性的研究分析與評價，即涉及這些現象。
二、車輛在鬆軟地麵上的方向控製
試驗表明：在定常的車輪載荷情況下，轉向力（Py）隨車輪轉向角δ的增加而增大，直至其最大值。當車輪載荷變大時，則轉向力亦變大，但其特性不變。
最小轉向半徑不僅取決於轉向力Py，而且還取決於側滑量和車輪平麵自鉛垂方向的側傾角，因此，對車輛轉向性能進行的任何預測，需同時研究Py（Gs）和Py（Wδ），有時還需要考慮車輛的不同結構對軟地轉向特性的影響。而拖拉機在斜坡上沿等高線耕作所形成的側傾角日對運動時進行方向控製特別敏感。采取車輪在坡度上保持鉛垂方向的結構就可消除側傾角對方向控製的影響。這樣的結構還可提高掛鉤的牽引力。
評價車輛在平地或斜坡、鬆軟土壤上的轉向性能時，需要求出轉向力Py（Gs）與車輪載荷和土壤性質以及滑移角之間的相互關係，有了這種關係即可對轉向半徑、轉向力和轉向阻力等進行比較評價。下麵是捷克用SD方法（Slip-Drift，滑轉-偏移法）求此關係式：在平地情況下，設車輪在推力Py作用下前進時受到轉向力盡的作用，車輛產生一滑移場，並產生一滑移角7。這時，轉向力盡與滑移角y的函數關係類似於車輪推力與沿推力方向滑移量之間的關係，而輪子滾動阻力與滑移角7之間則無明確的關係。
（1）設在盡和A作用下車輪所產生滑移場）的梯度為，其大小反映沿滑務方向的陽力PK的小。
（2）輪胎位移的方向與滑移場阻力PR的方向對應。
（3）梯度士和滑移場方向角度f，確定側向滑移量“和滑移角y。
影響輪胎變形量的力是通過接觸麵的摩擦力和剪切力而傳遞的。從而產生尺和py。對軟地麵，當剪應力T與滑移量的關係以及地麵附著係數P與滑移場梯度U的關係。
三、車輛在硬而不平地麵上的方向控製
當車輛在不平地麵上行駛時，由於振動及前輪重量的轉移等因素的影響，往往造成作用在車輪上的靜、動載荷的隨時間變化，當導向輪上的載荷隨時間發生變化時，為使車輛轉向力Py（GS）不變，駕駛員亦須隨時間調整導向輪的轉角。
當導向輪短時間離開地麵時，車輛就失去操作性能。車輪上鉛垂載荷的變化也影響驅動扭矩。跳動的車輪引起過度的自旋和滑動，使驅動和製動時車輪不能在最小距離內加速或停車。
這樣，車輪離開地麵的時間百分數是轉向能力的一個重要量度，即在進行測定的時間r內，車輪離開地麵的總時間占該段總時間：T的百分數。車輪離地的時間百分數隨車速而劇增。
這樣，本來應使車輪上的負動載盡可能小而正動載盡可能大，但在隨機統計上，小的負動載總是伴隨低的正動載而存在，因而隻好要求正負動載荷都較低，即以均方動載荷斯為操縱刹車性能是車輛安全的重要保證，而刹車過程特性與路麵條件密切相關。雙軸車輛在刹車減速過程中的受力及尺寸符號。在刹車過程中發生後輪的荷重向前輪轉移。