摩托车车架振动和模态分析及改进设计.pdf

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1、汽车制造技术现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１５年第３期倡摩托车车架振动和模态分析及改进设计１２张怡，饶建强（１广州城市职业学院机电系，广州５１０４０５；２华南理工大学广东汽车工程重点实验室，广州５１０６４０）摘要：通过振动测试实验对摩托车手把、坐垫和脚踏处振动加速度进行测量，建立车架有限元模型，利用计算机仿真和模态实验两种方法对该车架的动态特性进行分析，确定车架低阶模态频率和振型，通过对仿真结果和实验结果的比较证明所建立有限元模型的正确性。对摩托车所

2、受外界激励进行分析，确定引起共振的原因。对车架进行改进设计，并通过仿真和实验分析证明改进后的车架低阶模态频率明显提高，能够避开发动机激励，提高整车的舒适性。关键词：振动测试；模态分析；摩托车车架；路面激励；发动机激励中图分类号：Ｕ４８３文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１５）０３—００５１—０５Vibrationandmodalanalysisofmotorcycleframeanditsimprovementdesign１２ＺｈａｎｇＹｉ，ＲａｏＪｉａｎｑｉａｎｇ（１Ｃｏｌｌｅｇｅｏ

3、ｆＭｅｃｈａｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＣｉｔｙＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０４０５，Ｃｈｉｎａ；２ＧｕａｎｇｄｏｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｏｔｏｒｃｙｃｌｅｈａｎｄｌｅｂａｒ，ｃｕｓｈｉｏｎａｎｄｐｅｄａｌｓａｒｅｍｅａｓ

4、ｕｒｅｄｂｙｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｉｓｃｒｅａｔｅｄ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍｏｄａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｃｏｎｆｉｒｍｓｔｈｅｌｏｗｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅ．Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｉｓｒｅｌｉａ-ｂｌｅｂｙ

5、ｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｓｃｏｎｆｉｒｍｅｄｂｙｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｏ-ｔｏｒｃｙｃｌｅｕｎｄｅｒｅｘｔｅｒｎａｌｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｆｒａｍｅｄｅｓｉｇｎｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｌｏｗｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｆｒａｍｅｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇ-ｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｙｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｍ

6、ｏｄａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｃａｎａｖｏｉｄｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｖｅｈｉ-ｃｌｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｏｍｆｏｒｔｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Keywords：ｖｉｂｒａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ；ｍｏｔｏｒｃｙｃｌｅｆｒａｍｅ；ｒｏａｄｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ；ｅｎｇｉｎｅｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ动态特性分析时首先应对整车振动水平进行评０引言［５-７］价，邹喜红、石晓辉和李加庆等人讨论了摩托车振摩托车车架是发动

7、机、油箱及其他总成的安装机动舒适性的评价方法，提出了评价部位、评价指标、评体，对乘员起到支承作用。车架的结构和动态特性直价方法和实验条件等。模态分析是对车架进行动态［８-９］接决定了整车的力学性能，影响整车的操纵稳定性、特性分析的有效方法，徐中明、黄泽好和李曙生等乘坐舒适性和行驶安全性。摩托车在行驶过程中一人对摩托车车架模态分析的计算机仿真方法和实验方面受到发动机工作过程中曲轴、连杆和活塞等运动方法进行了研究，从有限元模型的建立、模态仿真分件产生的周期变化的载荷激励，另一方面受到车轮传析、实验的具体

8、操作建立了较为成熟的规范。［１-２］来的由于路面凹凸不平对其产生的激励。当外界某企业１５０跨骑式摩托车在行驶过程中存在强烈激励的频率与车架自身的固有频率一致时就会产生振感，本文针对该问题首先通过整车振动测试实验，共振，振动通过左右手把、座椅和左右脚踏等接触件找出最大振动发生的位置及振动时发动机的转速和传递到驾驶员，直接影响人体的驾驶感受。缓解摩托车速的范围；通过仿真和实验对车架进行模态分析，车振动的关键在于避免与外界激励产生共振，因此对求解车架低阶模态频率和振型；根据