某型摩托车车架结构强度分析（本科毕业论文设计）.doc

摘 要
为保证摩托车的良好安全性、行驶平顺性和通过性，降低摩托车开发的成本和提高摩托车开发的效率，减少不必要样车的试验环节，为此对影响摩托车性能的关键部件——车架采用ANSYS软件进行了强度以及动态特性的分析
本文在UG软件建立车架的三维模型的基础上，利用有限元原理以及ANSYS软件对JH100-5型摩托车车架进行强度分析，主要进行了静态应力、应变分析以及自由模态分析，得到相应的数据以及图形显示
论文主要研究工作如下：
①在JH100-5摩托车车架的实体模型的基础上，建立车架几何模型（本文运用UG软件建立模型,再导入ANSYS）。在几何模型的基础上，用壳单元对该车架进行离散，得出了一种切实有效的车架有限元模型；
②分析研究车架在静态和动态情况下的边界条件，运用得到的结论对车架施加载荷和约束；
③对该车架的有限元模型进行自由模态分析，求得其的固有频率和振型，并对车架的动态特性做出简要评估，分析可能引起车架振动的固有频率；
④对车架的有限元模型进行了静强度分析，得出了车架的最大应力处，并进行了强度校核。结果显示该车架在静态满载工况下，不存在强度问题。
⑤对摩托车车架的性能问题进行了简要的分析，并提出了一些改善结构强度和减振的措施。


关键词:摩托车，振动，有限元法，静强度分析，模态分析










ABSTRACT
With view to ensuring motorcycle's the qualities of security, stabilization and passage, reducing the cost of motorcycle's development, raising the efficiency of motorcycle's production, decreasing unnecessary number the of model's experiment, the author made the best of the theory of finite element and applied ANSYS to analyzing the motorcycle's frame that it is the primary component leading to motorcycle's inactivation and traffic accident.
Basing on the motorcycle's frame mode of UG, making the use of the theory of finite element and applied ANSYS to analyze it, the dissertation include static stress, deformation and dynamic characteristics, analysis' data, and dynamic display.
The paper’s major work is:
① Built the frame’s geometrical model(using UG software built the planar model ,then induct to ANSYS ) based on the dummy of the frame of JH100-5. Discretize the frame with shell cell based on the geometrical model to get the FEA model;
② Analyze the boundary condition of the instance of static state and dynamic.And use the conclusion to applicate load and constraint;
③ Analyze the free modality of the FEA model to got out the originality frequency and mode shape. And eva luate the dynamic characteristics of the frame. And analyze the originality frequency which can cause vibrating;
④ Analyze the structural strength of the FEA model to find out the part of the max stress,and check the intensity. The result displays that there is no problem when the frame is on the full load.
⑤ Analyze the performance of the frame briefly, and put some measures to improve the structural strength and damp.


Key word: motorcycle, vibration, FEA, static strength analysis, modal analysis




目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
1 绪论 1
1.1 背景以及国内外现状 1
1.2 本课题研究的主要内容 2
2 有限元法的基本原理 3
2.1 有线单元法的基本概念 3
2.2 结构静力学分析的有限单元法 3
2.2.1 ANSYS特点及应用领域 4
2.2.2 ANSYS在静力和动力上的应用 5
2. 2. 3 ANSYS软件使用方法简介 5
3 车架受力分析及有限元模型建立 7
3.1 车架设计方法概述 7
3.2 车架的受力分析 7
3.3 几何模型建立过程 8
3.4 有限元模型的建立 9
3.4.1车架有限元模型基本单元的选择 10
3.4.2所选有限元模型基本单元的简介 10
3.4.3有限元模型的建立 12
4 车架有限元模态分析 13
4.1 车架结构振动的基本方程 13
4.2模态提取方法 14
4.3 车架的有限元模态计算 15
4.3.1 边界条件的确定 15
4.3.2 计算频率范围的选取 15
4.3.3 计算结果 16
4.4 车架模态有限元分析 17
4.5车架模态分析结论 24
5 车架静态有限元分析 26
5．1静力学分析的相应处理 26
5.1.1静力学分析模型的建立 26
5.1.2 施加载荷 27
5.2 车架的静力分析 28
5.3 车架应力及变形分析 31
5.3.1 车架应力分析 31
5.3.2 车架变形分析 31
5.4 分析结果校核 32
5.4.1车架的材料特性 32
5.4.2、许用安全系数 32
5.5 对车架的强度分析的评价 32
6 摩托车车架的改进 33
6.1 强度改进 33
6.1.1车架强度概述 33
6.1.2改进强度的措施 33
6.2振动问题解决 34
6.2.1振动概述 34
6.2.2减振措施 34
6.2.3减震器分类 35
6.3JH100-5车架结构改进 35
6.3总结 35
7 结论 36
7.1 本论文的成果 36
7.2 本文的不足 36
参考文献 37