摩托车车架与铝合金轮圈的结构分析及强度研究

摘要

本文针对随着我国国民经济的发展和摩托车下乡活动的开展，摩托车已经成为广大农村和边远山区农民的重要的生产和生活工具，但由于我国摩托车研发技术水平只停留在原来对某些国外车型的仿制，而忽视了在农村和边缘山区的实际使用中由于载荷情况和骑行路况与城市路况的变化，导致对车架、轮圈等关键结构件强度要求的变化，在实际使用中出现车架、轮圈等结构件变形、断裂现象。针对这种现状，采用有限元设计方法，对摩托车研发中主要承载部件结构强度优化设计，并对车架和轮圈的强度评估与设计指导方法进行了比较深入的研究，将这些研究成果与实际工作中的一些问题相结合，对实际生产进行指导。
　　 本文首先从产业和市场调研入手，综述了摩托车行业的形成与发展；特别是摩托车主要消费群体的变化，对摩托车相关主要承载部件的强度方面提出了更高的要求。其次，本文对研究所用的有限元方法及所用软件ANSYS进行了系统的介绍，最后，采用有限元法计算流程，运用有限元分析软件ANSYS对所建立的车架有限元模型进行刚性约束下和解除刚性约束下的强度分析；以研究有限元方法在车架强度分析及断裂原因分析中的应用；同时，本文用有限元方法详细分析了某型铝合金前后车轮在径向、弯曲疲劳和扭转情况下的强度，指出在整体铝合金轮圈设计中应注意的事项，为相关技术人员的全新设计和改进设计工作提供了参考依据。
　　 本论文的主要工作是：使用机械三维绘图软件Pro/E进行车架和铝合金轮圈的造型设计，应用有限元分析软件ANSYS对摩托车的车架、铝合金轮圈进行有限元静强度计算，研究有限元方法在车架设计中的应用，指出在车架的设计和生产中，应注意在易产生应力集中的地方采用加强板或调整材料厚度的方法分散应力，避免车架发生屈服破坏和断裂破坏的现象。另一方面，本文对铝合金前后轮圈分别进行了径向疲劳强度、弯曲疲劳强度、扭转疲劳强度分析研究，指出在铝合金轮圈的设计中应注意保证轮辐与轮毂的连接处、轮辐与外圈的连接处、轮辐分叉处的强度，尽量加大倒角尺寸，以减少应力集中，避免在实际行驶中发生轮圈受冲击而产生裂纹或断裂现象[1]。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.1.1 摩托车行业发展概述

1.1.2 车架设计概述

1.1.3 我国摩托车车轮发展特点及概况

1.1.4 目前摩托车车架和车轮需要解决的主要设计问题

1.2 研究现状

1.3 论文的研究内容和意义

第2章 有限元法及分析流程简介

2.1 有限元法概述

2.2 有限元软件ANSYS概述

2.2.1 有限元模型数据

2.2.2 有限元法分析流程[15][28]

2.2.3 有限元模型的建模准则[15][17][21][29]

2.2.4 有限元模型的性能指标

2.3 摩托车车架及车轮有限元流程概述

第3章 摩托车车架的数值模拟研究

3.1 车架强度分析研究

3.1.1 车架有限元模型的建立

3.1.2 车架受发动机刚性约束强度分析

3.1.3 解除发动机和下梁管的刚性约束强度分析

3.1.4 车架强度分析结论

3.2 车架尾部变形问题分析及优化

3.2.1． 改进技术方案

3.2.2 车架尾部变形结果分析

3.2.3 车架尾部变形分析结论

第四章 铝合金轮圈的强度研究分析

4.1 某车型铝合金轮圈的强度分析

4.1.1 相关参数

4.1.2 轮圈的径向冲击强度分析

4.1.3 前后轮圈径向疲劳强度分析

4.1.4 弯曲疲劳强度分析

4.1.5 扭转疲劳强度分析

4.2 结论

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果

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