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电动摩托车车架结构轻量化设计及试验研究
| 论文题名： | 电动摩托车车架结构轻量化设计及试验研究 |
| 关键词： | 电动摩托车;车架结构;有限元;轻量化设计;可靠性 |
| 摘要： | 车架是电动摩托车的重要组成部分，它起固定及支撑电池、其它相关部件的作用，并且行驶时还要承受来自道路的外部激励，因此车架结构直接影响电动摩托车整体性能。随着国家标准对电动摩托车整车重量限制更加严格、材料价格的上涨，车架的轻量化将成为电动摩托车的重要发展方向。因此，开展电动摩托车车架结构强度分析及优化设计，实现车架的轻量化，不仅能够有效降低企业的生产成本，缩短产品研发周期，而且对提升电动车企业的市场竞争力，推动电动摩托车向轻量化、可靠性方向发展有重要的工程实用价值。 论文针对某电动摩托车企业车架设计中存在的问题，结合有限元基本理论，运用有限元分析方法对车架进行强度、振动分析，并与试验结果进行对比分析，验证了仿真分析模型的正确性。在此基础上结合Hypeworks优化模块建立以车架重量为目标函数的优化模型，在满足强度约束条件下对车架结构进行优化设计。有效实现车架的轻量化。主要研究工作如下： ①分析振动试验台的振动工作过程，计算得到振动激励值，并将电动摩托车车架在振动工况下的约束作为边界条件，建立车架的有限元分析模型。 ②基于车架有限元模型，对车架进行了静力分析和瞬态分析，得到车架结构的应力分布和关键部位的振动加速度，通过分析结果找出车架的薄弱环节，为车架结构优化提供依据。 ③根据分析结果，以车架重量最小为优化目标，车架主要构件截面尺寸为设计变量，建立电动摩托车车架结构优化模型，在强度约束条件下，采用OptiStruct求解器对车架结构进行轻量化设计，结果表明优化后车架重量减轻了12.1％，最大应力值没有发生显著变化，也没有出现应力集中现象，满足设计要求，有效实现了车架的轻量化设计。 ④基于工程信号测试的基本原理，对车架关键位置的动态应变和振动加速度值进行试验测试，验证了有限元模型的正确性及优化方案的可靠性。 本文分析车架结构强度，对其进行了轻量化研究，并通过制造样机，进行试验测试，试验表明优化后车架结构强度满足要求，符合制造工艺，同时车架重量得到明显降低，结果表明该优化方法对车架结构轻量化研究有一定指导意义。 |
| 作者： | 杨晓虎 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 唐倩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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