一種新型健身自行車的設(shè)計與動力學(xué)分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會工作壓力越來越大，生活節(jié)奏越來越快，很多人缺少空閑時間來鍛煉身體，再加之國務(wù)院將全民健身上升為國家戰(zhàn)略，因此健身運(yùn)動和日常生活的融合就十分重要。本文結(jié)合自行車這種綠色便捷的交通工具，通過分析現(xiàn)有的健身自行車運(yùn)動方式和外觀結(jié)構(gòu)，從而設(shè)計研發(fā)出一種新型的健身自行車。確定設(shè)計方案后，利用SolidWorks軟件繪制出該健身自行車的三維造型圖，然后利用ANSYS軟件進(jìn)行校核。并通過非線性理論知識，對該課題進(jìn)行動力學(xué)分析，從多方面校核

2、課題的合理性和可行性。最后加工出樣機(jī)，并將其應(yīng)用到實際生活中。
　　首先，分析現(xiàn)有的幾種健身自行車的運(yùn)動方式和整體結(jié)構(gòu)，從健身效果、安全性、新穎性和加工難易度等幾方面綜合考慮，本文采用依靠杠桿原理而設(shè)計的起伏裝置，利用雙腳同時踩動踏板和人體自重來使健身自行車行駛，并達(dá)到健身的作用。通過對自行車材料使用情況的調(diào)查分析，在滿足騎行安全的情況下，從而確定該健身自行車各部位的材料。根據(jù)人機(jī)工程學(xué)和國家自行車標(biāo)準(zhǔn)對健身自行車整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計

3、，并用SolidWorks軟件繪制出三維圖，以便論文中的后續(xù)研究。
　　其次，分析了自行車在行駛過程中的受力情況，利用ANSYS Workbench軟件對健身自行車的車架和起伏裝置建立有限元分析模型，并通過添加約束，劃分網(wǎng)格等步驟，得出了在實際工況中的靜強(qiáng)度分析結(jié)果、疲勞云圖和模態(tài)分析結(jié)果。通過分析可以得出該設(shè)計能夠達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。
　　再次，根據(jù)非線性動力學(xué)理論，以車架-減震器為工程背景，抽象出系統(tǒng)的振動模型，并對其運(yùn)動方程