電動摩托車車架結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計及試驗研究.pdf

1、車架是電動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，并且行駛時還要承受來自道路的外部激勵，因此車架結(jié)構(gòu)直接影響電動摩托車整體性能。隨著國家標準對電動摩托車整車重量限制更加嚴格、材料價格的上漲，車架的輕量化將成為電動摩托車的重要發(fā)展方向。因此，開展電動摩托車車架結(jié)構(gòu)強度分析及優(yōu)化設(shè)計，實現(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，而且對提升電動車企業(yè)的市場競爭力，推動電動摩托車向輕量化、可靠性方向

2、發(fā)展有重要的工程實用價值。
　　 論文針對某電動摩托車企業(yè)車架設(shè)計中存在的問題，結(jié)合有限元基本理論，運用有限元分析方法對車架進行強度、振動分析，并與試驗結(jié)果進行對比分析，驗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函數(shù)的優(yōu)化模型，在滿足強度約束條件下對車架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。有效實現(xiàn)車架的輕量化。主要研究工作如下：
　　 ①分析振動試驗臺的振動工作過程，計算得到振動激勵值，并將電

3、動摩托車車架在振動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，車架主要構(gòu)件截面尺寸為設(shè)計變量，建立電動摩托車車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型，在強度約束條件下，采用OptiStruct求解器對車架結(jié)構(gòu)進行輕量化設(shè)計，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)計要求，有效實現(xiàn)了車架的輕量化設(shè)計。
　　 ④基于工程信號測試的基本原理，對車架關(guān)鍵位置的動態(tài)應(yīng)變和振動加速度值進行試驗測試，驗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)強度，對其進行了輕量化研究，并通過制造樣機，進行試驗測試，試驗表明優(yōu)化后車架結(jié)構(gòu)強度滿足要求，符合制造工藝，同時車架重量得到明顯降低，