手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
摩托車本身是一個復雜的系統，外界載荷的作用復雜、多變，人、車、環境三位一體的相互作用，致使摩托車力學模型的建立、分析、求解始終是一個難題。目前人們常通過靜態CAE技術對車架進行有限元分析，并對結果乘以動載安全系數來設計和評價車架的強度，或者再結合模態參數和激勵的頻譜進行車架的動態特性預測。這在一定程度上能預測車架的強度問題，但不能真實的反映摩托車工作過程的應力變化，也不利于改進設計。應用ANSYS，LS-DYNA，VPG，ANA等有限元軟件建立摩托車整車的有限元分析模型，對摩托車整車進行工作過程瞬態仿真分析，計算了摩托車主要結構部件的動態應力，為摩托車車架的強度評價和改進提供了一種新思路。
研究的摩托車為一款越野車，其主要承載結構包括車架和后擺臂，在進行有限元分析時，車架、后擺臂和方向架采用了殼單元，單元網格劃分的基本尺寸是8mm。因為連接部位結構復雜，為了保證單元質量和計算精度，局部單元尺寸有所減少，摩托車發動機一般與車架剛性連接，發動機本身也是一個剛度很大的部件，安裝發動機后在實際中對車架前半部的強度和剛度都有大幅度的提高，所以在分析車架時，必須考慮發動機的影響。本研究中發動機簡化為一個質量單元(MASS166)，質量為35kg，位于發動機的重心位置，它與車架通過梁單元(BEAM161)進行連接，摩托車前懸和后懸采用了彈簧阻尼單元(COMBI165 Spring Damper)。摩托車有限元模型如圖，摩托車整車共有19553個節點，18878個單元，其中包括：14260個殼單元、3個彈簧單元、3個阻尼單元、7個旋轉鉸鏈單元、3506個實體單元、1090個梁單元和9個質量單元。
LS-DYNA是世界上最著名的通用顯式動力分析程序，能夠模擬真實世界的各種復雜問題，特別適合求解各種二維、三維非線性結構的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性動力沖擊問題，同時可以求解傳熱、流體及流固耦合問題。在工程應用領域被廣泛認可為最佳的分析軟件包。為了分析摩托車整車在特殊工況下的瞬態應力分布情況，采用了LS-DYNA求解器對整車進行瞬態動力響應力學分析。首先，分析了3個成員載荷下摩托車在C級路面下的瞬態響應，并且C級上設置了一個寬為10mm、深為10mm的凹坑；其次，考慮到常見的凸包路面下的特殊工況，分析了一個成員載荷下摩托車在過凸包路面時的瞬態響應。載荷條件如下表所示，如圖所示為摩托車整車在3個成員載荷作用下、在C級路面上以70km/h的車速行駛時某一時刻整車的應力分布云圖，其應力較大區域出現在車架的主板和后減振器安裝支耳以及后搖臂的支耳附近。從圖中可以看出，車架和后搖臂是摩托車的主要承載部件，且應力較大區域主要集中在車架與后搖臂的連接處，與實際情況相符，如圖所示，曲線A、曲線B、曲線C分別為圖中后減振器安裝支耳、主板后懸安裝部位和后搖臂支耳附近單元的動態應力時間歷程，從圖中曲線形狀可知，在前車架在動載作用下逐漸達到穩定狀態，此時最大應力出現在主板后懸安裝部位；在5s時，摩托車在過此凹坑時出現了應力峰值，由曲線C，在過C級路面時摩托車達到平衡狀態后的最大應力值在200MPa左右，并沒有超過其許用應力值，符合強度要求。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.zhaojia007.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！