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摩托车车架的有限元分析及结构优化研究
| 论文题名： | 摩托车车架的有限元分析及结构优化研究 |
| 关键词： | 摩托车车架;有限元分析;优化设计;结构优化 |
| 摘要： | 摩托车车架是摩托车的主要骨架，要承受静载荷和各种动载荷的作用，因而对车架的强度；以及动态特性的要求都非常高。车架的质量好坏直接关系到摩托车的性能，车架的动态特性设计不好，对摩托车的乘坐舒适性、操纵稳定性、、安全性以及各零部件的可靠性都有不良影响。而车架的强度特别是动强度若不满足要求，会使车架结构受到破坏。由于传统的经典力学和经验类比设计方法不能很好地解决以上各方面的设计河题，故采用在国外摩托车业中应用已经相当成熟的有限元法来对摩托车车架进行分析设计。 本文以一种125型骑士车车架为研究对象，首先在Pro/E中建立车架CAD模型，然后运用IGES格式将CAD模型导入ANSYS中，在对其CAD模型进行修复后，最终建立了车架的有限元模型，并基于此模型进行了相关的有限元分析。 静力学分析结果表明，车架的静强度和刚度都能满足要求，但应力分布很不均匀，结构强度富裕，可作进一步优化。 模态分析结果表明，车架弯曲和扭转变形在后半部分附近曲率较大，与实际情况相符。在改进时，应想办法改变该部位的强度和刚度。车架裂纹的产生主要是由于其固有频率同发动机的激励频率相耦合而产生的。发动机的高频激励对车架结构疲劳破坏的影响是有限的，但它是引起此车架振动的主要原因。 瞬态分析结果表明，在车架手把与坐垫相连处的振动很厉害，会对骑乘人员产生严重的不适感。其中最主要的原因之一是发动机与车架之间使用的是刚性连接而没有采取任何减震措施。 通过对车架在静力学情况下的结构优化分析，使车架总质量降低，车架结构更加合理。 通过本文的研究，找到了车架振动和出现裂纹的原因，并提出了一定的改进意见。同时，本文在运用有限元技术方面进行了有益的尝试，具有较强的学术和实用意义。通过分析得出了进行车架优化设计的方向，为后续工作奠定了基础。 |
| 作者： | 孙建民 |
| 专业： | 机械制造及自动化 |
| 导师： | 晋小莉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安工业大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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