LH250摩托车车架刚度及强度的有限元分析.pdf

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1、第40卷第3期2011年6月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．40No．3Jun．2011LH250摩托车车架刚度及强度的有限元分析余柳平袁守利阮杰颜伏伍(武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070)摘要：运用PRO／E软件对LH250摩托车车架进行三维几何建模，使用Hypermesh软件对车架进行网格划分建立有限元模型，利用ansys有限元分析软件分别对车架在双轮支撑工况和单轮支撑工况下进行静力学分析。为保证车架具有足够的刚度和强度，找出了车架的应力集中位置，并对结果进行了分析评价，为车架的设计提供了参考。关

2、键词：摩托车车架刚度强度有限元中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1671—0630(2011)03—0013—04FiniteElementAnalysisonStiffnessandIntensityofMotorcycleFrameYuLiuping，YuanShouli，RuanJie，YanFuwuWuhanUniversityofTechnology(Wuhan，Hubei，430070，China)Abstract：ThegeometricmodeloftheLH250motorcycleflamewasmodeledwithPRO／E，thefiniteelem

3、entmodeloftheframewasestablishedbyHypermesh．Inthispaper，seriesofstaticanalysisontheframewereimplementedundertwowheelsupportloadandsinglewheelsupportloadconditions．Toassureenoughstiff-nessandintensitytomeetrequirements，thestressconcentrationpositionoftheframeisfound，andtheresultsa10eevaluatedandan

4、alyzedsoastoprovidereferencesforframedesign．Keywords：Motorcycleframe，Stiffness，Intensity，Finiteelement引言车架是摩托车的主要承载结构，具有几何形状复杂、作用载荷复杂、支撑结构和约束复杂的特点。车架具有足够的强度和适当的刚度是对车架的基本要求。摩托车车架的强度是摩托车承载能力的决定性因素⋯。足够的强度保证摩托车在载荷的作用下保持结构的完整。适当的刚度保证摩托车在载荷的作用下保持前、后轮的平直度，不致产生影响行驶稳定性的弯曲或扭曲。本文主要运用有限元法对摩托车车架在不同工况下的刚度和强度进行

5、计算，分析车架的应力应变隋况并对结果进行评价，以便能为摩托车车架的设计提供参考。1车架几何模型的建立所提供的车架是由若干根钢管和钢板组合的焊接结构组成，其中车架上管、下管及与其相连的连接板为主要承载部件。根据有限元分析的特点，我们先建立起具有一定精度的车架的几何模型。通过实测和工程图纸获得车架的各部分结构尺寸。运用软件PRO／E完成车架几何模型的建立。在如实反映车架主要力学特性的前提下，为缩小解题规模，对模型进行一些必要的简化，略去了一些对整体车架刚度没有影响的非承载件，如用于连接覆盖件的薄板，用于悬挂脚踏板的焊接件等旧J。考虑到下一步的有限元计算分析工作是在分析软件ANSYS里使用SH

6、ELL单元进行强度和刚度的分析，所以在PRO／E里建立车架的三维曲面模型，建立的模型如图1所示。作者简介：余柳平(1986一)，女，硕士研究生，主要从事发动机性能及其与车辆匹配的技术研究。14小型内燃机与摩托车第40卷。&泔图1车架三维几何模型2车架有限元模型的建立使用处理软件Hypermesh对车架的几何模型进行网格划分，单元选用二维4节点的空间薄壳单元Shell63，Shell63单元可有效地模拟一定厚度的板壳及其线形和弯曲变形。单元每个节点均具有6个自由度，即x，Y，z向平动自由度和绕x，，Y，z轴的转动自由度。在平面内变形为线性变形．对于非平面的情况单元采用对组成向量进行混合插补

7、的方法，从而使对车架的模拟更为合理。用板壳SHELL63单元“对该车架进行离散。在离散过程中，考虑到车架与转向立管相接处以及各弯管相接处的结构强度较薄弱，划分单元时应尽町能细化，以便准确地求得最敏感承载区域的应力和变形。将车架结构的材料属性、壁厚等参数赋予相应的单元。完成的有限元模型包含节点40292个．壳单元40105个，其中有38个n夸id单元，如图2所示。图2车架的有限元模型3车架的强度分析3l车架的计算载荷摩托车在使用过程中