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摩托车车架是摩托车的主要承载部件,其强度和疲劳寿命对摩托车整车来说至关重要,传统的设计方法,一般是先进行结构功能设计,再试制样机,然后进行样机的静强度试验、模态试验和动态响应试验,检验车架的静动态特性,如不能达到设计要求,需重新设计、试制样机和试验,如此循环往复,这一过程周期长,耗费大量的人力、物力和财力。不能适应当下竞争日益激烈市场要求。随着计算机技术的发展,有限元分析技术逐渐应用于设计过程中来。" l* D' u, K% l$ ~
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Mechanicall 作为Pro/ENGINEER的主要分析模块,集运动、结构、热力学于一体,能够进行静态、动态、疲劳、冲击等多种分析。基于Pro/ENGINEER 单一数据库的特点,Mechanicall避免了传统的分析软件与三维建模软件之间接口的问题,可以随时在设计的任何阶段方便的完成各项分析,另外 Mechanicall的集成工作模式能够直接调用建模参数进行优化分析,这是其他分析软件无法做到的。7 X% c+ O. X" [8 u0 f
: [0 ]; i) i I. m4 x& L# D5 R$ ?本文以有限元技术为基础,利用Pro/ENGINEER建立摩托车车架力学模型,进行静力学分析,介绍了整个分析过程,以及计算完的后处理过程,根据材料力学的原理,由分析结果对车架的结构强度进行评价,检验车架的静态特性,并对该车架的安全性进行校核。
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第1章车架结构及车架工作载荷
: e8 W6 d( k4 D5 G& u2 E8 Z8 n1.1 摩托车车架结构
" ]3 @! C: O {摩托车车架多数采用复杂管、板式焊接结构,是摩托车的支撑骨架,- T0 |' A: S# ]. y5 A( N! _
5 A% @0 l7 R. V车架要有足够的强度,它要承受发动机、其他部件及乘员的重量。不同对象的车架强度是不一样的。
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( B# I# P1 O5 b0 X车架要有足够的刚度。所谓刚度就指抵抗变形的能力,与四轮汽车相比,两轮摩托车具有更大范围的运动自由度。车架刚度低,当车辆受到冲击时车架容易变形;但车架刚度过大会在某种程度上影响系统弹性,从而影响乘员的舒适度。) W" E5 b0 E# \3 I8 T* Y7 A
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车架的结构尺寸要符合要求。车架有些部分是十分关键的,影响摩托车运行的平稳性。例如前立管,涉及到前叉倾角、车轮拖曳距、偏置距、两轮轴矩等尺寸问题。前叉倾角大,转向时方向把手移动的角度也就小;拖曳距大,前轮回转的扭力也就越大,车子也就觉得越稳定。但拖曳距越大转向就越重手,因此一般轻型摩托车的拖曳距在85毫米-120毫米之间。
* x/ v. s) d( C& t4 c摩托车在行驶中所产生的转向力、离心力及车子的颠簸,都会促使前立管向侧扭,为抵抗这种侧向扭力,车架常使用粗大的管梁和加强杆,从发动机两侧伸廷至前立管位置焊接。
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0 S& \. v7 `# ?# j! [# i$ F目前摩托车车架的形式主要分成三大类:主梁结构式车架、菱形式车架和托架式车架。
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6 E8 Q$ {4 H! {% C# o W主梁结构式车架又称脊骨型车架,是用一根或两根主梁做脊骨的车架,这种车架多应用踏板车。 |
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