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镁合金车架的材料替代设计及服役性能分析
| 论文题名： | 镁合金车架的材料替代设计及服役性能分析 |
| 关键词： | 摩托车;镁合金材料;模态分析;钢结构车架;结构设计;服役性能 |
| 摘要： | 节能减排，提高性能已经成为当今机动车行业发展的一种必然趋势。机动车的轻量化就显得尤为重要。车架作为摩托车的核心结构件，采用轻量化材料能显著减少摩托车的重量，可有效地改善摩托车的燃油经济性、降低尾气排放、减少空气污染。 本课题依托重庆市科技攻关项目《镁合金摩托车轮毂、车架产业化技术开发及运用》，与渝安集团新感觉摩托车有限公司合作，对XGJ150-23越野摩托车钢结构车架进行镁合金材料替代，探索性地进行镁合金车架设计及应用技术研发，为镁合金在车架上的应用奠定基础。 本论文根据摩托车车架结构设计原则，结合XGJ150-23越野摩托车钢结构车架的总体尺寸及装配要求，对该车型的镁合金车架进行设计。 根据已建立的镁合金产品及生产应用技术开发技术规范，首先按装配和使用要求建立了镁合金车架的三维几何模型；并抽象建立了车架的简化力学模型；然后在摩托车三个极限服役工况下，对车架的最大应力、应变及固有模态进行了有限元分析和校核；最后根据分析结果和成形工艺特性及品质保障要求，完成了车架的结构优化设计。 本论文研究的主要结论有： ① 根据XGJ150-23越野摩托车车架的总体尺寸及装配要求，进行了镁合金车架的三维设计，车架采用镁合金挤压型材和铸件组合焊接而成。 ② 建立了镁合金车架的服役力学模型，根据摩托车三个极限服役工况和车架服役的强度和刚度要求，对强度和刚度进行了有限元分析和性能校核。计算结果表明：车架的最大服役应力低于25 Mpa，刚度满足摩托车安全驾驶要求。 ③ 采用有限元方法，对镁合金车架的服役力学模型进行了固有模态分析。分析结果表明：车架的最低阶固有频率为168赫兹，低于摩托车正常服役动态激励频率，表明摩托车正常服役不会引起镁合金车架共振，能保证摩托车驾驶的舒适性。 ④ 根据车架的综合性能分析结果和车架的工艺质量要求，对镁合金车架的工艺结构进行了优化设计，优化后的车架重量约为2.9公斤，与原钢车架相比重量减轻了10公斤。 |
| 作者： | 常青梅 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 龙思远 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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