某款摩托车车架断裂分析

电动自行车车架资料

电动自行车车架（台铃骏铃） 专利号200930167371﹒9 技术领域 本实用新型涉及一种载重电动自行车，尤其与载重电动自行车的车架结构有关。 背景技术 电动自行车的普及和发展，给人们提供了一种安全舒适、无噪音、无污染、轻巧快捷的交通代步工具，还为人们提供了载货工具，因此，受到广大消费者的欢迎。 后轮作为载重型电动自行车的主要动力元件，其主要通过后平叉来固定，并通过电机轴来驱动。后平叉由两根呈V形的架杆组成，每根架杆的末端各连接一后平叉挂板，每个后平叉挂板均设置有卡槽，后轮安装在后平叉的两架杆之间。电机的主轴依次穿过其中一后平叉挂板的卡槽、后轮轴心通孔以及另一后平叉挂板的卡槽将后轮固定在后平叉上。而主支架作为电动自行车直立时支撑车身的主要支撑元件，其两端也分别安装在两后平叉挂板的卡槽上，因此，导致后平叉挂板与电极轴以及主支架的安装结构紧凑、复杂，使主支架在使用过程中易出现变形或断裂，使电机轴在使用过程中容易出现松动，存在一定的安全隐患，并因为该部分车体结构复杂，导致拆装维修费时力，不利于维护保养。 发明内容 本实用新型要解决的技术问题是提供一种载重电动自行车，其车架结构简单，主支架拆装方便，利于维修保养，实用性强。 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种载重电动自行车，包括车架、固定安装在车架后端的间隔对置的一对后平叉挂板及主支架，其中，所述主支架铰接安装在所述后平叉挂板的卡槽下部的挂板部分上。 所述的载重电动自行车，其中，还包括两连接销，所述后平叉挂板的卡槽下部的挂板部分上设穿孔，所述主支架顶部两端也相应设穿孔，所述主支架与所述后平叉挂板的铰接是通过将所述两连接销对应穿过所述后平叉挂板与主支架顶部的穿孔而实现。 所述的载重电动自行车，其中，所述主支架一侧外部设置锁扣板和回位弹簧，所述锁扣板上端与所述主支架铰接，下端与所述回位弹簧的一端铰接；所述回位弹簧的另一端与所述后平叉挂板铰接；所述锁扣板可相对主支架转动而拉伸回位弹簧迫使所述主支架锁止。 所述的载重电动自行车，其中，所述锁扣板于相对车身前方的边缘向内弯折延伸形成一挡止部，当所述锁扣板转动到一预定角度时，所述挡止部抵顶所述后平叉挂板的底部边缘而令所述锁扣板锁止。 本实用新型的有益技术效果为：该载重电动自行车将电机轴安装在后平叉挂板的卡槽上，并在后平叉挂板上单独设置安装主支架的连接部，避免了主支架与电机轴的安装干涉问题，使得车体拆装更方便，利于维修保养，同时，也因为主支架与电机轴的干涉减少，增强了车体支架的耐用度。

车架有限元分析

目录 一结构简介 (1) 二计算载荷工况 (2) 三有限元模型 (5) 四静强度分析结果 (10)

一、结构简介 本次作业以某转向架构架为几何模型，进行静强度分析，下图为本次计算针对的某型转向架几何模型，结构上由侧架、摇枕、转臂座、齿轮箱吊挂、轴箱吊挂、一系减震器座等组成。整个计算主要分为网格划分和静强度计算两个过程。 图1 某型转向架几何模型（a） 图2 某型转向架几何模型（b） 二、计算载荷工况

根据要求，对转向架采取如下的加载方式： 1、约束 图3 约束要求 如下的局部视图中圈出处即为所加的约束之一； 图4 模型中所加约束之一 在此点出建立Z 方向的 位移约束 在此点出建立X 、Z 方 向的位移约束 在此点出建立X 、Y 、Z 方向的位 移约束 在此点出建立Y 、Z 方 向的位移约束

2、载荷 图5 受力要求 模型中加载作用力的局部视图如下（注：图中坐标系中红色为X 轴，绿色为Y 轴，蓝色为Z 轴）； 图6 Z 轴正向26.2kN 的力 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴负方向 在此处加26.2KN 的力，力的方向为Z 轴正方向 在此处加45.6KN 的力，力的方向为X 轴正方向中心销半圆内部分（Z 方向距上盖板80mm,距下盖板131mm ，X 方向距离圆心7mm ）

图7 Z轴负向26.2kN的力 图8 中心处加载X轴正向45.6kN的力计算工况如下表1所示 表1 工况 工况 横向 （X向） 纵向 （Y 向） 垂向 （Z向） 1 -- -- +

整个模型由两类网格组成：构架采用壳网格单元建立模型，转臂座构件采用六面体网格建立模型；其中壳网格单元以四边形网格为主。有限元模型重量为1422.015kg，结点总数为81382，单元总数为74991。有限元模型如图9~12所示。 图9 壳单元模型（1/4模型） 图10 转臂座实体网格模型

用有限元方法进行摩托车动力响应分析报告

用有限元方法进行摩托车动力响应分析 文>>月辉史春涛骞郝志勇 摘要本文采用有限元方法对某125型骑式摩托车进行了动力响应分析。文章首先建立了摩托车整车的有限元模型，并利用该模型进行摩托车整车的动态特性计算，取得了和实验模态分析一致的结果。而后分析了摩托车在发动机激励和路面不平度激励下的整车动力学响应特性，得出了具有工程参考价值的结论。 关键词摩托车应力有限元法 本文采用有限元方法研究了摩托车整车结构的动态特性，并进行了在各种激励作用下的动力响应分析，得到了发动机车架的应力场，可用于进一步的摩托车强度分析。 1、摩托车有限元模型的建立 摩托车有限元模型如图1所示。 摩托车的车架结构大多是由各种截面形状的梁组合而成的空间框架结构，而且其截面尺寸，包括直径、壁厚，与构件长度相比很小，因此选用空间的直梁或者曲梁单元来离散车架结构，而车架的一些板件和加强盘可以采用空间板元模拟，各种梁单元的截面力学特性可用有限元程序的前处理模块或CAD软件计算。 摩托车的发动机具有较大质量，同时也具有很大刚度。考虑到发动机在车体结构中所起的作用及变形小的特点，将发动机简化为若干个板单元，这些板的总质量应与发动机的质量相同。然后，根据发动机与车架的实际连接方式，将由这些板单元模拟的发动机与车架组装到一起。 摩托车的减振器主要作用是支撑车体并缓和振动与冲击。考虑到减振器的结构与作用，简化后减振器的模型在受到载荷时应具有较大的轴向位移，同时又要有较大抗弯刚度。本文把减振器简化为一种梁单元和弹簧阻尼单元的综合体——轴向刚度由弹簧阻尼单元提供，而抗弯刚度由梁单元提供。 摩托车车轮主要由轮胎和轮辋组成，其中轮胎直接与路面接触，与摩托车悬挂共同缓和摩托车行驶时所受到的冲击，并协助减振，轮辋是固定轮胎的骨架，它与轮胎共同承受作用在车轮上的负荷。轮辋可以采用若干个梁单元模拟，轮胎

摩托车车架结构动力分析

课程设计指导书——摩托车车架结构动力学分析 班级：机制0606 学号：012006008018 姓名：张勇杰 指导老师：王彦伟

目录 1. 本课程设计目的 (3) 2．摩托车车架分析条件 (5) 3．分析模型 (8) 4．模态分析 (9) 5．瞬态响应分析 (14) 6．结果分析与总结 (20)

1. 本课程设计目的 近年来,我国摩托车工业飞速发展，在短短十几年间己超过日本一跃成为世界第一摩托车生产大国。然而，与急剧增长的产量相比较极不相称的是国产摩托车的设计开发能力和产品技术含量显得很低，相当多的产品仍是低水平的重复，技术含量高、较为先进的车型都是引进技术或在引进技术基础上改进的车型，国内企业尚无能力独立自主地开发自己的产品，仅仅是在模仿测绘国外的产品。造成这种局面的主要原因，一是对知识产权保护力度不够;二是企业对产品开发投入不足，目前一般大型企业开发投入不足销售额的 1.5%，而国外一般在5%左右:三是缺少高水平的设计开发人才;四是缺乏产品验证手段，至今还没有一个国家级摩托车综合试验场。这就使我国摩托车行业的发展极不健康，如不及时采取措施，面临激烈的市场竞争以及加入世界贸易组织后国外先进车型的冲击，我国摩托车工业将陷入艰难的境地。因此，加大摩托车的科技投入，深入开展提高摩托车设计开发水平的科研工作显得尤为迫切。目前，许多发达国家及我国台湾省等，摩托车产品的开发设计、模拟分析过程全部计算机化和动态化，而国内摩托车的设计水平还停留在测绘仿制、进行传统的静强度校核的静态设计阶段。这种把本属动态性质的问题简化为静态问题来处理的方法，弊病很大.实际摩托车在行驶过程中，受到来自路面连续载荷的冲击及发动机自身工作时运动件惯性力的激励，是在一种振动状态下工作，特别在发生共振时会大大降低结构强度，并增加车体的振动和噪声。传统的方法把整个结构当作刚性系统来设计，

电动车车架模板

××××股份有限公司企业标准 电动车车架

前言 车架是电动车上的一个重要部件，其质量的好坏直接关系到用户人身安全。目前尚无相关国家标准、行业标准，为统一本公司对车架的要求，结合本公司实际而制定本标准。 电动车车架 1范围 本标准规定了电动车用车架的整体结构形式、材料、规格、部件技术要求、部件焊接、表面涂装、车架检测及包装运输要求。 本标准适用于电动自行车车架、电动摩托车各型车架的设计、制造。本标准中未涉及的部分按车型实际需要设计，同减震器、平叉、前叉连接部分的设计应满足该部品 的设计标准需要。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误表）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 196-2003 普通螺纹基本尺寸 GB/T 197-2003 普通螺纹公差 GB/T 700-2008 碳素结构钢 GB/T 6739-2006 色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度 GB/T 9286-1998 色漆和清漆漆膜的划格试验 GB/T 13793-1992 直缝电焊钢管 3 车架的结构形式 3.1 总则 车架的结构形式应能满足其功能（装配性等）、性能（刚度、强度等）和商品性的需要，符合国家相关法规和安全性的要求，本标准只对关重部位结构形式做总括性要求，具体结构设计按车型需要进行。 3.2 前立管部位结构形式 3.2.1 电动摩托车的前立管部位的结构形式采用无缝钢管扩口形式，同主管连接处的下端以加强板连接见图1。 3.2.2 豪华款电动车的前立管部位的结构形式可采用高频焊管焊接结构、无缝钢管上下缩口结构和电动摩托车的前立管结构形式。采用高频焊管焊接结构时，同主管连接处的上端和下端都必须有加强板 1 连接，总长度不得超过280mm，见图2；长度超过280mm的需采用缩口形式或3.2.1电摩款的形式见图3。 3.2.3 简易款电动车的前立管部位的结构形式采用高频焊管焊接结构或无缝管上下缩口形式，并符合3.2.2的要求；同主管连接处的下端都必须有加强板连接见图4。

车架有限元分析word版

以ANSYS软件为分析工具对从国外引进的某重型车的车架进行了有限元分析、模态分析和以路面谱为输入的随机振动分析，通过用壳单元离散车架及MPC单元模拟铆打传力建立计算模型，研究该车架静、动态性能，了解该车架的优缺点。 车架是汽车的重要组成部分，在汽车整车设计中占据着重要位置，车架结构设计历来为广大汽车厂商所重视。本文以某汽车公司从欧洲引进的某重型车车架为研究对象，对该车架结构的动、静态特性进行分析计算，消化、吸收欧洲的先进技术并在此基础上进行自主创新设计。分析手段主要是通过建立正确的有限元分析模型，对车架进行典型工况的静态分析、模态分析和路面不平度引起的随机振动分析，以此了解车架的静态和动态特性，了解该车架的优越性能及其不足之处，为新车架的改型设计提供依据。 1 有限元分析模型的建立 该车架为边梁式，由两根位于两边的纵梁和若干根横梁组成，用铆接或焊接方式将纵梁和横梁联接成坚固的刚性结构，纵梁上有鞍座，其结构如图1 所示。由于车架是由一系列薄壁件组成，有限元模型采用壳单元离散能详细分析车架应力集中问题，可以真实反映车架纵、横梁联接情况，是目前常采用的一种模型。该车架是多层结构，纵梁断面为槽形，各层间用螺栓或铆钉联接，这种结构与具有连续横截面的车架不同，其力的传递是不连续的。 该车架长7m，宽约0.9 m，包括双层纵梁、横梁、外包梁、背靠梁、鞍座、飞机板、铸铁加强板、发动机安装板、三角支撑板和后轴等部分。考虑到车架几何模型的复杂性，可在三维CAD软件UG里建立车架的面模型，导人到Hypermesh软件中进行网格划分等前置处理，然后提交到ANSYS解算。车架各层之间的铆钉联接，可以用Hypermesh-connectors中的bar单元来模拟铆钉联接，对应的是ANSYS的MPC单元，因车架各层间既有拉压应力，又有剪应力，故MPC 的类型应选择Rigid Beam方式。由于该车是多轴车，为超静定结构，为了得到车架结构的真实应力分布，必须考虑悬挂系统的变形情况。整个车架结构应力分析的有限元模型由车架有限元模型和悬挂系统等效有限元模型组成，其中纵横梁、加强板等为薄壁结构，以壳单元shell63离散;钢板弹簧、轮胎以弹簧单元模拟;前悬弹赞的模型为在每边纵梁上采用2个弹簧单元，每个弹簧单元通过MPC 与车架联接，后悬弹簧的模型为在每边纵梁上采用1个弹簧单元与车架后轴联接。离散后，壳单元总数为46 770个，MPC单元为1 338个，材料为欧洲高强度材料，屈服极限500 MPa，杨氏模量为200GPa，泊松比0.3。

电动车的维修方法之车架

电动车的维修方法之车架 电动车的维修方法之车架车架是整车的安全核心，车架强度或制作精度不良会严重影响使用，如发现整车骑行时总往一边歪，可能是车辆整体有倾斜;如果整车有较严重的内凹，可能是过负载并在路况较差的地方骑行，导致整车有变形，发生变形的可能之处是前立管与前三角焊接处有裂纹或鞍管平叉与车架的结合部有裂纹。如有“嗒嗒”的金属敲击声，可能是某些接片的强度或焊接问题。 电动车的维修方法之后平叉后平叉一般无多大问题，主要是安装时或使用路况造成的后平叉螺丝松动，一旦后平叉螺丝松动，则就会有后轮的摆动，导致刹车时的严重摆尾，高速骑行时车辆的摇晃，脚蹬用力时的掉链;后平叉上电机接片的强度也很重要，特别 是开口的尺寸及刚性，因为在特别场合(如紧急刹车)，对刚性是一个考验，所以一般在拧紧电机的螺母后应退回半圈，这样反而不会松动 电动车的维修方法之前叉前叉分简易型与带避震型，现一般多用带避震型，前叉比较容易受损，一般的碰撞及强大的俯冲都会使前叉弹簧受损，损伤的结果是前轮泥板与前三角相碰或前轮与塑件相碰，导致转不过弯。此种现象可以用较大的力压前叉看间隙决定是否换前叉，或用另外的方法，增大间隙解决。

电动车的维修方法之把手与立管把手与立管在新车时一般不用修，只是使用时间较长后会出现生锈，此时不能强拧螺丝，应该先用松绣水处理一段时间，再用铁榔头小心敲打前立管外部，在拧螺丝时最好用梅花板手或套筒扳手，一般不用呆板手或活络扳手。 电动车的维修方法之塑件塑件一般不维修，之所以列这一条主要是塑件的共振问题，在发生共振问题时主要考虑紧固件有否松动，必要时可以在塑件上加粘口，改变共振的频率。 电动车的维修方法之仪表仪表是电动车显示部位，现在常规在使用的仪表分为led显示与指针式显示。 led仪表故障率比较低，但一旦出现故障比较难查，必须了解某些比较器的特性、稳压电路的结构，如果是电压指示不准确，则可以调节基准的可调电阻来实现;在设计led的仪表时，很有可能把一些辅助功能(如欠压指示、来电显示、巡航等)集中在显示板上，所以必须了解线路板的各项功能，再进行维修。指针式的仪表按速度表可以分为有刷方式和无刷方式，按控制极性可以分为正极控制与负极控制;有刷方式和无刷方式的区别可用图1说明。 有刷接法的速度线电压是从大到小变化的;有刷a类接法与有刷b类接法都能达到预期的效果，但有刷b类接法的寿命会更长，因为一般情况下电流表的消耗电流在15ma以上，而r1电位器的压降在45v左右，故电位器的功耗在0.7w左右，这对于较差的电位器来讲寿命较短。电位器一旦损坏，速度表就不会转;有刷b类接法克服如上的缺陷，采用旁路的接法，降低了对电位器的要求。 无刷接法的速度线电压是从小到大变化的，因为无刷速度线

汽车车架有限元分析参考文献

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摩托车发动机连杆断裂原因分析

摩托车发动机连杆断裂原因分析 陈明，谭莹，曹标，周崎，刘健斌 (广州出入境检验检疫局化矿金属材料检测技术中心，广东广州510623) 要：对断裂的摩托车发动机连杆进行宏观、金相及断口分析。结果表明连杆与输出轴之间曾发生强烈磨擦， 连杆局部区域应力集中及温度过高，降低了该区域的疲劳强度。同时该区域组织中存在的较粗大的碳化物 了基体组织的连续性，加速了裂纹的形成和扩展。 词：连杆；疲劳断裂；失效分析 东某摩托车厂一辆摩托车在运行了2000km后发生机械故障，经拆机检查，发现发动机曲轴连杆断裂。厂家送来断裂连杆要求进行断裂原因分析。据悉该连为20CrMnTi，表面经过渗碳处理。连杆工作原理见图1，连杆的往返运动带动两传动曲轴转动。 图1 曲轴连杆工作示意图 宏观检查 失效连杆件有两个断口，杆身未发现明显变形(图2)，在连杆断裂端的轴承弧面可见许多与断口平行的裂纹[图3(a)]；断裂端一侧面存在强烈磨擦痕迹[图3(深度达0.5mm；轴承弧面靠近磨擦侧面一端可见蓝灰色的高温氧化痕迹[图3(c)]，连杆另一端未发现裂纹。断口1(图2左边的断口)较为光滑平整，断口损，中部可见疲劳弧线[图3(d)]；断口2(图2右边的断口)未见疲劳弧线。

图2 曲轴连杆全貌 (a)连杆断裂端的轴承弧面裂纹；(b)连杆的一个侧面受到磨损； (c)曲轴轴承弧面靠近磨擦侧面一端蓝灰色的高温氧化痕迹；(d)断口1全貌 图3 磨损及断裂处的宏观形貌 扫描电镜分析 断口1在扫描电镜下显示疲劳弧线[图4(a)]；根据弧线的走向可以找到疲劳源，疲劳源在[图4(d)]右下方拐角处，局部放大，源区的细微组织大部分已磨看到放射棱特征[图4(b)]；在疲劳扩展区可见疲劳条纹及二次裂纹[图4(c)]；断口2未见疲劳条纹，只有韧窝，可见断口1是最先开始断裂的断口，而断次断口。

电动汽车车架设计规范09

电动汽车车架设计规范 编制： 审核： 批准： 日期： 1 / 20

前言 为使本公司车架设计规范化，参考国内外车架设计的技术要求，结合本公司已经开发车型的经验，编制车架设计指导书。意在对本公司设计人员在车架设计的过程中起到一种指导操作的作用，提高车架设计的效率和精度。本规范将在本公司所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部提出。 本规范由安徽天康特种车辆装备有限公司技术部批准。 本规范主要起草人：李劲松 本规范于2015年8月首次发布。

1.概述 汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。 车架作为汽车的承载基体，为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用，支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。 本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。承载式汽车，前、后悬架装置，驱动电机等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。车架结构很多都是用电弧焊焊接而成，容易产生焊接变形。在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接，或者从部件结构方面下工夫，尽量确保各个总成的精度。另外，与其他焊接方法相对比，采用电弧焊的话，后端部容易出现比较大的缺口，出现应力集中现象。所以，应对接头位置和焊接端部进行处理。 车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转（局部扭转）。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向，以及各种弯曲和扭转振动。同时，有些装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。 随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振动和噪声特性也可以做出初步判断，为缩短产品开发周期创造了有利条件。

基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析

基于ANSYS的自行车车架结构有限元分析 摘要：采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架的两种不同结构进行分析，并确定结构合理的类型，并 对其进行改进优化，并用ANSYS进行验证。 关键词：自行车；车架；结构；ANSYS Finite element analysis for bicycle frame based on ANSYS WANG Shunmin （Faculty of Automotive engineering,WHUT,wuhan 430070,china） Abstract:Using the finite element analysis software ANSYS to analyze two different structure of the bicycle frame, and determine the reasonable one, and according to the analysis results,the sharp optimization was accomplished, with ANSYS for verification. Key words:bicycle;frame;structure;optimization 自行车从诞生到现在已经有200多年的历史，因为其具有结构简单、售价低廉、自重轻、维护容易、不需能源、无污染、无噪声、使用方便灵活等优点而独具特色。随着全球现代化的发展，交通拥堵、空气污染、油价上涨等问题日益严重，自行车作为传统的交通工具，在人们的生活中仍然具有举足轻重的地位。 自行车在日常生活中使用广泛，而自行车车架作为自行车上面主要的承受道路复杂载荷的作用的部分，对其进行结构的强度和刚度分析在自行车的设计分析中占有很大比重。由于自行车受力比较复杂，传统的经验设计有很多的盲目性，不能定量的分析结构强度，很容易造成车架的结构设计不合理以致出现过分的应力集中。采用有限元分析软件ANSYS对自行车车架进行分析，可以在设计初期发现不合力的结构以及可能存在的缺陷。目前市面上最常见的两种车架结构形式如下图1、2所示，分别为“四边形+三角形”和“两三角形”结构的形式，本文通过对这两种车架结构进行分析，确定其中结构合理者，并对其进行改进和优化。 1.自行车车架的有限元模型的建立， 1.1车架线框和实体模型的建立 建立准确、可靠的自行车车架模型是进行有限元分析最重要的步骤之一，首先对自行车的尺寸数据进行测量，本文主要通过对图片尺寸进行测量，然后乘以相应的比例关系，得到实际车架的数据。本文通过CATIA软件强大的测量功能分别得到两个车架的坐标数据。主要得到车架关键点的坐标数据，包括前叉部位、把手、车座、后轮轴部位、脚蹬等部位，以及梁连接点位置，一共包括14个点的坐标值。在ANSYS中进行建模，根据所测得的数据建立模型，得到两个车架结构线框模型分别如图3、4。在建模过程中选择梁单元beam4，指定材料的弹性模量为2.11E11Pa，泊松比为0.3。梁选择圆管类型，内外径分别根据自行车实际尺寸进行设置。 1.2 划分网格，设置单元大小为0.005m，对整个模型进行划分。 1.3 施加边界条件，自行车在实际的使用过程中，道路和行驶状况差异很大，受力等边界条

两轮摩托车车架强度分析流程

两轮摩托车车架强度分析流程 一、使用范围 本分析流程适用于本公司两轮摩托车车架的强度分析，主要包括骑士车、踏板车、弯梁车的车架主体（见图1）。 图1车架结构示意图 二、分析思路及理念 根据两轮摩托车和两轮轻便摩托车车架技术条件和试验方法，两轮摩托车车架分析中需要模拟三种典型载荷：水平加载F0、后轮中心部位垂直向上加载F z、副座乘员乘座部位垂直向下加载F s。 校核强度分析中，先对车架进行有限元分析，计算车架的应力分布情况。对于出现应力集中的部位，分析其可能产生的原因，并与该部分所用材料的屈服强度进行比较，判断车架是否会发生屈服破坏，计算该处的安全系数。 为了校核车架的强度，应先列出车架各部分所使用的材料和这些材料的力学性能。如表1所示： 表1车架各部分所用材料力学性能 具体部件所用材料屈服强度（MPa）抗拉强度（MPa） 车头管20号钢245410 脊梁板和加强板08F号钢175295 其他（管件）Q215号钢335-450215 最后，通过校核车架的安全系数，分析车架的安全性，并指出需要加强的地方。 三、分析过程 3.1建立车架的有限元模型 （1）检查和清理原始模型，分析车架结构的合理性（如加强板的位置形状是否合理），如有明显不合理之处与设计人员沟通是否有特殊的设计意图，并确定车架结构可改动的位置及余量。在将原始模型导入有限元软件之前，清理原始模型上对车架强度不起作用的附件。 （2）网格划分，根据车架的实际情况，通常将车架的单元网格划为3-4mm，将厚度均匀的管件及钣金件划为shell单元，将形状不规则的铸铁或铸铝（如连接座，铸铝车架等）划为四面体单元，

在进行网格划分前应先对几何进行处理，将细小特征清除或释放，以提高网格划分效率及网格质量。对容易出现强度问题的区域可进行网格局部细化，以提高有限元计算精度。 （3）将减震器，后摇臂等暂不考虑强度的部件简化为截面相同的梁单元；将发动机假定为一刚性很大的部件，简化为MPC与车架相连。见图2、3、4 图2骑士车有限元模型图3踏板车有限元模型图4弯梁车有限元模型 3.2工况的设定 两轮摩托车车架分析中需要模拟三种典型载荷：车架前轮受水平冲击力F0的工况；车架后轮受路面垂直冲击力F z的工况；后乘座受垂直向下载荷F s的工况。 载荷的计算： 式中： G——摩托车整备质量（kg） K——修正常数，骑式车取 160-190，踏板车和弯梁车去130-160。 g——重力加速度 Ψ——轮胎与地面峰值附着系数 载荷的模拟： a）水平工况：通过在前轮轴心处施加水平方向的载荷，模拟摩托车在急刹车和

【CN209757384U】一种电动车车架结构【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920313990.2 (22)申请日 2019.03.13 (73)专利权人 金华澳特玛科技有限公司 地址 321000 浙江省金华市婺城区龙潭路 589号仙华基地2#厂房3楼东侧 (72)发明人 章亮　 (51)Int.Cl. B62K 5/06(2006.01) (54)实用新型名称一种电动车车架结构(57)摘要本实用新型的一种电动车车架结构，包括车架主体，所述车架主体设置有龙头主梁管、脚踏板主梁管、座垫主梁管以及后轮叉组件，所述龙头主梁管设置在脚踏板主梁管前端，所述座垫主梁管设置在脚踏板主梁管的后端，所述后轮叉组件与座垫主梁管连接；所述后轮叉组件的后端设置有至少一个电瓶容置空间，所述电瓶容置空间前后贯通，并且所述电瓶容置空间与车架主体的中轴线不在一条直线上，同时在电瓶容置空间内设置有电瓶盒安装板。与现有技术相比，所述电瓶容置空间设置在后轮叉组件后端位置，并且电瓶容置空间与车架主体的中轴线不在一条直线上，同时电瓶容置空间前后贯通，可以利用行车时快速流动的空气对电瓶进行散热，进而电瓶拆卸充电也极为方便，结构简单， 实用性好。权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 209757384 U 2019.12.10 C N 209757384 U

权　利　要　求　书1/1页CN 209757384 U 1.一种电动车车架结构，包括车架主体（1），所述车架主体（1）设置有龙头主梁管（11）、脚踏板主梁管（12）、座垫主梁管（13）以及后轮叉组件（14），所述龙头主梁管（11）设置在脚踏板主梁管（12）前端，所述座垫主梁管（13）设置在脚踏板主梁管（12）的后端，所述后轮叉组件（14）与座垫主梁管（13）连接；其特征在于：所述后轮叉组件（14）的后端设置有至少一个电瓶容置空间（14a），所述电瓶容置空间（14a）前后贯通，并且所述电瓶容置空间（14a）与车架主体（1）的中轴线（A）不在一条直线上，同时在电瓶容置空间内设置有电瓶盒安装板（14a-1）。 2.如权利要求1所述的一种电动车车架结构，其特征在于：所述电瓶容置空间（14a）上端设置有置物篮（3）。 3.如权利要求1或2所述的一种电动车车架结构，其特征在于：所述电瓶容置空间（14a）为两个，并且两个电瓶容置空间（14a）分别设置在车架主体（1）的中轴线（A）两侧。 2

车架有限元分析

1前言 车架是汽车的主要部件。深人解车架的承载特性是车架结构设计改进和优化的基础。过去汽车设计多用样车作参考,这种方法不仅费用大,试制周于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析期长,而且也不可能对多种方案进行评价。现代车架设计已发展到包括有限元法、优化、动态设计等在内的计算机分析、预测和模拟阶段。计算机技术与现代电子测试技术相结合已成为汽车车架研究中十分行之有效的方法。实践证明,有限元法是一种有效的数值计算方法,利用有限元法计算得到的结构位移场、应力场和低阶振动频率可作为结构设计的原始判据或作为结构改进设计的基础。 2车架的静态分析 力学模型的选择 有限元分析的基本思想,是用一组离散化的单元组集,来代替连续体机构进行分析,这种单元组集体称之为结构的力学模型;如果已知各个单元体的力和位移(单元的刚度特性),只需根据节点的变形连续条件与节点的平衡条件,来推导集成结构的特性并研究其性能。有限元的特点是始终以矩阵形式来作为数学表达式,便于程序设计,大量工作是由电子计算机来完成,只要计算机容量足够,单元的剖分可以是任意的,对于任何复杂的几何形状,多样化的载荷和任意的边界条件都能适应。然而,由于有限元是一种数值分析方法,计算结果是近似解,其精度主要取决于离散化误差。如果结构离散化恰当,单元位移函数选取合理,随着单元逐步缩小,近似解将收敛于精确解。因此,正确建立结构的力学模型,是分析工作的第一步目前采用有限元分析模型一般有如下两种:梁单元模型和组合模型等。梁单元模型是将车架结构简化为由一组两节点的梁单元组成的框架结构,以梁单元的截面特性来反映车架的实际结构特性。其优点是:划分的单元数目和节点数目少,计算速度快而且模型前处理工作量不大,适合初选方案。其缺点是:无法仔细分析车架应力集中问题,因而不能为车架纵、横梁连接方案提供实用的帮助。组合单元模型则是既采用梁单元也采用板壳单元进行离散。在实际工程运用中,由于车架是由一系列薄壁件组成的结构,且形状复杂,宜离散为许多板壳单元的组集,其缺点是前处理工作量大,计算时间长,然而随着计算机技术的不断发展,这个问题已得到了较好的解决,而且由于有大型有限元软件支撑,巨大的前处理工作量绝大部分可由计算机完成,也不是制约板壳元模型实际运用的困难了。这种模型使得对车架的分析计算更为精确,能为车架设计提供更为有利的帮助。 车架的计算方法 汽车车架的主要结构形式为边梁式车架,货车车架纵梁截面多为槽形,横梁截面可为槽

浅谈摩托车车架焊接工装的设计

浅谈摩托车车架焊接工装的设计 焊接工装是摩托车车架制作过程中的关键设备，其设计质量不仅直接影响车架的精度，而且也决定生产效率和工人的作业条件。 1 焊接工艺方案的确定 1.1 准备工作 主要研究原始资料，明确设计任务和进行必要的调查研究。一般应具备下列原始资料。 a）车架的生产纲领（年产量）、生产性质与类型。 b）车架图纸、技术要求及其他相关件的装配关系。 c）车间的生产条件，如作业面积、动力供应及技术水平等。 d）相关技术标准、法规和本企业的发展目标。 1.2 工艺方案的设计 在调查研究和对资料综合分析的基础上拟定车架的工艺方案（包括焊接工艺规程、工程计划表和结构草图等）。需对下列内容进行构思和选择。 a）根据生产纲领等确定车架的生产节拍。 b）根据车架零部件的装配顺序、焊接方法、焊缝的位置及质量要求、生产节拍和各工序工时的均衡来规定生产组织形式和工艺路线的安排，包括划分车架零部件组焊的工序和所需焊接工装的数量及其在车间的布局。 c）实现某种功能拟采用的原理和相应的机构。如定位与夹紧的方式和机构、焊件的翻转或回转等。 d）各工序所需工装的基本构成、车架零部件的定位、夹紧位置和总体布局，主要零部件的基本结构。 2 焊接工装的设计 2.1 焊接工装的设计原则 首先是焊接工装满足工艺技术要求，并应便于操作、安全、可靠及满足外观和经济上的要求。 2.2焊接工装的设计要求 a）焊接工装应具有动作迅速、操作方便，操作位置应处在工人最容易接近、最易操作的部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作高度应设在工人最易用力的部位，当夹具处于加紧状态时应能自锁，一般操作高度应控制在800~900mm。 b）焊接工装应有足够的装配、焊接空间，不能影响焊接操作和焊接观察，不妨碍焊件装卸。所有定位元件和夹紧机构的执行元件应可调，即能伸缩和转位。同时必须保证焊接机头的焊接可达性。 c）夹紧可靠，刚性适当。加紧时不能破坏焊接件的定位位置和几何形状（如变形、凹陷、划伤等），且要保证夹紧后不能使焊件松动滑移，可以采取压头行程限位、加大压头接触面积或在压头上安装铜、铝、硬塑料衬垫等措施。 d）为使需要翻转的工操作安全和方便，应设置在任何角度都能自锁的保护装置。 e）在生产时，CO2气体保护焊会产生烟尘和熔融金属的飞溅物，这会损坏工装上外露的光滑定位面、滑动面和焊件的螺纹，故需要有遮掩等措施。 f）夹具的施力点应位于或近于焊件的支撑处，要防止支撑反力与夹紧力或重力形成力偶。 g）注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁和绝缘等方面对夹具提出的特殊要求。例如电阻焊时，需要考虑夹具的导电、导热和绝缘性能。 h）夹具上的定位器和夹紧机构的机构形式不宜过多，以利于制造和维护。可采用气动等驱动方式，以提高生产效率和减小工人的劳动强度。 i）优先选用通用化、标准化的夹紧机构以及标准零部件来制作焊接工装夹具。 j）焊接工装作为焊接电源二次回路的组成部分，为避免因弧而发生工作表面的烧损，要使二次回路的一段从焊件最近一端引出，避免焊接电流从工装周身通过。 k）工装易损部位通常设计成可更换结构（如衬套等），且需热处理，表面硬度达到43~48HRC，

摩托车车架可靠性分析

摩托车车架可靠性分析 摘要：对摩托车车架进行可靠性分析对保障驾驶者的生命安全，提高企业的声誉有着重要的作用。本文分别通过Steinberg三区间法和MSC.Fatigue有限元分析软件分析计算摩托车车架的疲劳寿命，得到摩托车车架的可靠性分析结果。 关键词：摩托车车架；三区间法；有限元 1.基于Steinberg三区间法车架的疲劳分析 摩托车车架在摩托车长期的行驶中每时每刻都会受到疲劳破坏作用，最开始是在某个局部小范围内出现裂纹，然后由于摩托车长期的使用，车架的裂纹会逐步的扩散，直至钢管的断裂，情况严重时会给驾驶员的生命造成伤害，因此对摩托车车架的疲劳分析和对其进行寿命预测是分析摩托车车架可靠性的重要因素。 1.1.疲劳分析的相关概念 疲劳是设备部件在其最大临界状态以内重复性的受到可以容许的力的作用而出现小范围内断裂的现象。作用力的大小、变化幅度、受力点的位置变化以及受力的次数都是影响设备部件疲劳的主要因素。通常在设备部件疲劳设计的相关问题研究中需要测定各种材料的P-S-N曲线和对应的疲劳极限。 1.2.摩托车车架疲劳失效理论 设备部件在载荷的作用下会有一次失效、寿命失效和累计损伤失效这三种失效形式。本文研究摩托车车架的疲劳失效主要考虑车架的累计损伤失效。由于车架的受力是随机的过程，因此进行疲劳损害计算比较困难，为了简化过程，本文采用Steinberg的三区间法计算车架的疲劳损害，即车架在68%情况下，受力值区间为；在95.4%的情况下，受力值区间为；99.73%的情况下，受力值区间为。因此就可以结合miner方法进行疲劳累计计算。Miner是基于受力幅度的大小是固定值的情况下，假设材料在某个固定受力幅度i的情况下材料的寿命为Pi，在随机受力情况下，材料进行了pi次受力实验（pi，1，所以摩托车车架受到疲劳损害，并且已经被破坏了结构。该方法虽然简单易行，但是只能机械判断在一定作用力下车架是否已经因为疲劳而被损坏，而不能具体算出车架的使用寿命。 2.摩托车车架疲劳寿命的有限元分析 2.1.摩托车车架有限元建模 假设某车架的材料为Q235，加入前后减震器、发动机的简化单元，共包含46476个板壳单元，46076个节点单元。车架的有限元模型如图2.1所示。 2.2.摩托车车架材料参数和路面载荷参数

电动自行车车架及前叉组合件振动强度数据化分析

电动自行车车架及前叉组合件振动强度数据化分析 摘要此文介绍了对不同结构的电动自行车架及前叉组合件进行振动强度的试验，并对试验结果进行讨论及分析。 关键词电动自行车；车架及前叉组合件；振动强度 电动自行车车架及前叉组合件是构成电动自行车基本构造的主要零部件，其承受了來自骑行过程和道路组合而成的冲击载荷，是涉及电动自行车骑行安全最为关键的受力组合件。车架及前叉组合件的强度在很大程度上决定了整车的强度，其设计和制造直接影响到骑行的安全，因此根据QB 1880-1993 标准规定对车架及前叉组合件进行振动强度试验是非常必要的。 1 标准试验 要求通过车架及前叉组合件振动试验可以测定产品是否符合疲劳强度的要求（将车架前叉组合件按图 1 规定的要求，安装在专用振动试验机上进行垂直上、下振动试验，在规定的振动次数内，车架各部位不得有破损、明显变形或松动）。根据QB 1880-1993 标准规定，分别在车架及前叉组合件的前管处、鞍座处、中轴处施力[1]。按照标准要求进行带鞍管及无鞍管的组合件试验，安装图分别如图2 和图 3 所示： 2 试验结果及分析 根据QB1880-1993标准要求，对3种不同结构的电动自行车车架/前叉组合件进行振动强度试验，试验情况如下： 2.1 带鞍管组合件 破坏现象：经5万次振动试验后，检查发现车架立管与中接头连接处焊缝开裂。 原因分析：该车架立管与中接头采用直接对焊方式焊接，没有连接立管、中接头和车架下管的加强板或加强筋，此焊接方式导致立管轴向抗拉和绕中接头圆周方向抗扭矩强度下降，而在车体整体受力的情况下，该区域又是应力集中区。 改进方案：组合件在投入生产前应对结构设计进行评价，以及强度和刚度的确认。针对开裂情况，该组合件可在中接头处增加连接立管、中接头和车架下管的加强筋。加强筋需在立管与中接头焊接完成后再施焊[2]。 2.2 带鞍管组合件（带后避震器，如图4所示） 破坏现象：经10万次振动试验后，检查发现后避震器变形，避震器支柱与

[有限元,运输车,车架]基于HyperMesh的运输车车架有限元分析

基于HyperMesh的运输车车架有限元分析 0 引言 车架作为车辆重要的承载部分，运输车中多数零部件如：驾驶室，发动机，变速箱，车桥等通常都直接与车架相连接。在运动过程中，车架还承受各零部件产生的各种力与力矩的影响，承载情况的复杂性要求车架必须有足够的刚度和强度来避免其主体发生变形或者断裂的现象，以保证其安全可靠性及使用寿命。但是，在以往的设计过程中，设计人员大多采用经验公式进行计算，这种方法并不能精准的计算出车架各部件应力和形变。本文采用HyperWorks软件对车架结构进行有限元分析，运用Radioss及OptiStuct求解器分析了车架的应力和位移形变分布状态及自由模态分析，利用分析结果验证该车架设计的合理性，对后续的结构优化提供理论依据。 1 车架的几何模型及有限元模型 本文以某造船厂运输车车架为研究对象，该车架由型钢焊接而成，两根纵梁为矩形截面型钢，总长9440mm，大梁式，前后等宽，纵梁最大断面尺寸为360mm140mm20mm，横梁最大断面尺寸为300mm140mm20mm，前后端横梁为型槽钢，中间横梁为矩形截面型钢，横梁的长度为920mm。 实际中，车架的形状结构复杂，支撑装置和固定装置多种多样，除几何形体不规则外还存在许多倒圆角和圆孔，如果在建模的过程中将这些细微之处全部考虑在内，就会导致网格的密度很大，单元尺寸极小，节点方程的数量庞大，因而增加求解时间，同时局部的网格质量无法保证，容易导致求解失真。因此，有必要对车架的结构进行合理的简化，建立合理有效的模型，从而减少分析过程中的计算量，提高计算效率。 运用Pro/E三维建模软件对简化处理后的车架结构进行实体建模，为了避免部分零件出现几何缺陷或数据丢失的情况，我们通常将Pro/E中建立的模型保存为.iges格式文件，把该格式文件直接导入HyperMesh中进行后续的网格划分。 对实体模型进行网格划分首先需要对网格单元定义属性，其次定义网格的生成控制，最后划分网格。其中网格的单元属性包括网格单元类型，实常数以及材料特性。本文车架的材质选用16Mn，其杨氏模量为2.061011Pa，泊松比为0.28，材料密度为7800kg/m3，屈服应力为345MPa。本文采用HyperMesh中的自动网格划分功能对已建好的实体模型进行单元网格划分，最后得到了车架有限元模型(如图1所示)。使用HyperMesh中的count功能，可以得出其单元网格个数106472，节点个数53268。 2 车架静态工况分析 车架作为重要的承载部分，这就要求其既要有足够的强度，也要有足够的刚度。足够的弯曲刚度，可使车架上的部件在行驶过程中相对位置不发生改变。车架刚度不足，会引起振动和噪声，也会使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些基件的可靠性下降，然而其扭转刚度不易过大，否则汽车的通过性变差。