電動(dòng)摩托車車架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究.pdf

1、車架是電動(dòng)摩托車的重要組成部分，它起固定及支撐電池、其它相關(guān)部件的作用，并且行駛時(shí)還要承受來自道路的外部激勵(lì)，因此車架結(jié)構(gòu)直接影響電動(dòng)摩托車整體性能。隨著國家標(biāo)準(zhǔn)對電動(dòng)摩托車整車重量限制更加嚴(yán)格、材料價(jià)格的上漲，車架的輕量化將成為電動(dòng)摩托車的重要發(fā)展方向。因此，開展電動(dòng)摩托車車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)車架的輕量化，不僅能夠有效降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期，而且對提升電動(dòng)車企業(yè)的市場競爭力，推動(dòng)電動(dòng)摩托車向輕量化、可靠性方向

2、發(fā)展有重要的工程實(shí)用價(jià)值。
　　 論文針對某電動(dòng)摩托車企業(yè)車架設(shè)計(jì)中存在的問題，結(jié)合有限元基本理論，運(yùn)用有限元分析方法對車架進(jìn)行強(qiáng)度、振動(dòng)分析，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證了仿真分析模型的正確性。在此基礎(chǔ)上結(jié)合Hypeworks優(yōu)化模塊建立以車架重量為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型，在滿足強(qiáng)度約束條件下對車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。有效實(shí)現(xiàn)車架的輕量化。主要研究工作如下：
　　 ①分析振動(dòng)試驗(yàn)臺的振動(dòng)工作過程，計(jì)算得到振動(dòng)激勵(lì)值，并將電

3、動(dòng)摩托車車架在振動(dòng)工況下的約束作為邊界條件，建立車架的有限元分析模型。
　　 ②基于車架有限元模型，對車架進(jìn)行了靜力分析和瞬態(tài)分析，得到車架結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和關(guān)鍵部位的振動(dòng)加速度，通過分析結(jié)果找出車架的薄弱環(huán)節(jié)，為車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供依據(jù)。
　　 ③根據(jù)分析結(jié)果，以車架重量最小為優(yōu)化目標(biāo)，車架主要構(gòu)件截面尺寸為設(shè)計(jì)變量，建立電動(dòng)摩托車車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，在強(qiáng)度約束條件下，采用OptiStruct求解器對車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，結(jié)

4、果表明優(yōu)化后車架重量減輕了12.1％，最大應(yīng)力值沒有發(fā)生顯著變化，也沒有出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，滿足設(shè)計(jì)要求，有效實(shí)現(xiàn)了車架的輕量化設(shè)計(jì)。
　　 ④基于工程信號測試的基本原理，對車架關(guān)鍵位置的動(dòng)態(tài)應(yīng)變和振動(dòng)加速度值進(jìn)行試驗(yàn)測試，驗(yàn)證了有限元模型的正確性及優(yōu)化方案的可靠性。
　　 本文分析車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對其進(jìn)行了輕量化研究，并通過制造樣機(jī)，進(jìn)行試驗(yàn)測試，試驗(yàn)表明優(yōu)化后車架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求，符合制造工藝，同時(shí)車架重量得到明顯降低，