重庆大学
硕士学位论文
摩托车车架结构优化设计姓名：游四海
申请学位级别：硕士
专业：机械设计
指导教师：秦伟
20061001
图２．１车架有限元结构强度分析框图
Ｆｉｇ２．ＩＦｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｍｏｔｏｒｆｒａｍｅｓＵｅｎｇｔｈＦＥＡ
建立摩托车车架结构的实体模型，要做的工作包括对车架结构的测绘，并结合部分零件图。通过分析车架结构的力学特征和结构特征，在能够满足其力学性能的基础尽可能地简化该实体模型。也即考虑略去一些非承载件及一些附加的结构。通过对它的分析，运用三维实体建模软件ＵＧ对车架进行实体造型。建立的实体模型如图２．２所示。
图２．２摩托车车架的实体模型
Ｆｉｇ２．２Ｅｎｔｉｔｙｍｏｄｅｌｏｆｍｏｔｏｒｆｌ＇Ｂ．ｍｅ
建立车架的实体模型之后，要对实体模型进行有限元分析前的预处理，即进行网格划分。
图２．３车架结构有限元模型
Ｆｉｇ２．３ＦＥＭｏｆｔｈｅｆｉｌｕｎｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
２．３车架结构强度分析
２．３．１车架结构载荷分析
对车架结构有限元模型进行强度分析，首先需要对车架结构的载荷发生源有一个清楚的认识，摩托车车架的载荷发生源包括【１９】：①零件紧固引起的车架的预应力，包括发动机，后摇架及减震器安装时在安装座处由螺栓产生的静拉伸和压缩载荷；②发动机振动引起的小载荷高频振动，承受部位是发动机安装座处；⑧链条张力，特别是突然加速或减速时所引起的大载荷低频振动，主要受力部位是后摇架轴孔处；④乘员、载物的质量属于静载荷，主要作用部位有转向立管和尾管架等处；⑤路面反冲力主要是作用在转向立管等处，载荷主要有大载荷低频率和小载荷高频率两种情况；⑥车辆翻倒时的冲击载荷属大载荷，主要受力部位为转向立管和上、下梁管等处。特别是摩托车在不平道路行驶时由路面激起的振动都具有随机性，车架受随机载荷，会引起车架产生疲劳破坏。
作用于摩托车车架的载荷包括静载荷和动载荷。１）静载荷是指作用在车架上的所有质量引起的载荷，包括：固定在车架上的总成的质量和乘员、货物的质量，按集中载荷∑Ｒ或分布载荷毋作用在车架的相应部位厦ｆ－１，２，．．．，玎）。２）车架除了承受静载荷外，还要承受行驶时产生的动载荷、冲击载荷１１８Ｊ９］。就车架承受质量而言，取通过其质量质心的坐标系朋ｚ，并将承载系统视为刚体，则在车架上有六个自由度，即沿ｚ、ｙ’ｚ轴的线位移和绕这三个轴的角位移；相应有沿ｊ，’ｙ’ｚ轴的三个力巧，耳，忍和绕三个坐标轴的转矩＆、弯矩肘，和肼：。
摩托车行驶时，一般作用在车架上的力为
＾ｒ日；＝∑一翁ｒ呜。
筹］２＋《筹％（３．５）
上两式中己独立地包含了系统的模态参数，在参数识别时任取其中之～即可。由于传递函数虚部在固有频率附近呈明显的峰值，且虚部受相邻模态的影响较小，所以常用式（３．５）作为复模态参数识别的基本关系式‘埘。
图３．１频域法模态参数识别原理图
Ｆｉ９３．１Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｍｏｄａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｂｙｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
在频域上任一次测量得到的值都是各阶模态在此采样点值的迭加，所以第ｒ阶模态的真实值（ｑ）应为实际测量得到的值（日’）减去其余各阶模态在此模态迭加的值（珥），如图３．１所示。
于是，有
令
Ｈｒ＝ＨＬＨｃ＝
Ａ＝ｍ０４，
Ｂ＝２∞０（１－２等）
Ｃ＝Ｏ，ｏ＇Ａｈ，一２鼻ｄ，）
Ｄ＝ｔ０３０，
则式（３．６）简化为
（３．６），¨０一卜
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，
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，
二轮车架 一.车架的功用 摩托车车架用来支撑发动机.变速传动系统以及摩托车乘员.此外车架还为车轮提供安装位置,从而使整个车架又支撑在车轮上.摩托车的前轮作为转向轮可以左右摆动.由于车架是整个摩托车的支撑部分,因此其材料和结构必须有相当的强度和刚性,同时又要求重量轻巧,以便高速行驶.其中两轮摩托车车辆在静止状态时,必须借助于支架来保持平衡:在行驶过程中,必须靠操控来保持平衡.因此,两轮车架要尽量采用重量轻,刚性好的管材或板材.另外在零部件的组成方式上大都以外露的形式装配在车架上的一定空间范围内,在外观造型方面也十分考究. 二.车架的分类 摩托车的使用范围广泛,种类繁多,为了适应各种车辆的使用要求,必须设计出各种不同特性的车架,一般来说,摩托车车架的形式以发动机的大小而异,具体说,是由车辆性能加工的形式以及使用状况的不同而定的.从大的组合结构形式来看,分为两大类:1. 由多个简单件通过一定的工艺组合成一个空间框架结构体,即空间结构型车架.2.以一个主梁为主体骨架,加上一些辅助安装件组成的主体梁式结构车架. 图1.2就是两种类型车架的代表 按结构形式分类 1.摇篮式车架:其特点是摩托车发动机的安装状态犹如婴儿被放在框架的摇篮中一 样,所以称为摇篮式车架.这些空间结构的车架在强度和刚性方面都要好的多,所以 大功率摩托车.高速竞赛车广泛地采用这种车架. 摇篮式车架又可细分为
⑴双排管摇篮式车架：从车架转向立管至发动机下方由两根并排钢管配置.,如LX250-8, ⑵叉形管摇篮式车架：以单根钢管与车架转向立管相接,而在发动机下方为两根并排 钢管配置,例如LX150-. ⑶由单根钢管构成摇篮框架的称为单管摇篮式车架. 这三种车架在使用上的区别是(即在成车开发时对车架的选择):根据发动机的结构形式不同而采用相应的车架.除与发动机的大小和形状外其中最主要的原因是为了更合理地布置发动机的排气管及进气管.如双缸和四缸发动机排气管分置两侧,一般易采用叉形管或单管的车架.三缸发动机排气管置于中间和两边,多采用双排管车架.单缸发动机也采用双排管车架或叉形管车架. 摇篮式车架不但有理想的强度和刚性.而且造型美观,有力感,利于成车的结构布置.但这种车架的生产制造工艺技术要求较高. 2.跨接式菱形车架:(如LX125GY-4A)它的特点是省去了发动机下方的车架部,直接利 用发动机本身这一刚性体作为车架的一个组成部分,将车架连接起来.所以这种车 架是依靠发动机把菱形的不连续部分跨接而成,因此称它为跨接式菱形车架
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
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
模具设计与制造专业 毕业设计 设计题目：摩托车托架 院（系）机械工程学院专业模具设计与制作班级10模具304学号201010230411 设计人陈首位 指导老师夏江梅 完成日期2013年04月28日 重庆工业职业技术学院
重庆工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 系部：机械工程学院 专业班级：10模具304班 学生姓名：陈首位 二O一三年四月
毕业设计（论文）任务书 1、课题简介 如图所示为摩托车托架，请分析其工艺及设计模具。 2、技术指标 大批量生产。 3、主要参考资料 1．许发樾．《实用模具设计与制造手册》．第2版．北京．机械工业出版社．2005.10 2.《中国模具设计大典》PDF文件格式．网上下载．
指导教师：教研室主任：系主任
前沿 通过对于冲压模具设计的学习，使我对于模具设计有了一个初步的了解和认识。 在此之前，我也做过几套冲压模具设计。虽然，已经做过几套设计，但是对于冲压模具设计来说，我还是一个新手。因为，我没有任何的经验，只是根据老师所讲的内容进行了一下基本的设计。我知道在企业中，我们这样的程度是完全不够的，我们所需要学习的东西还有很多。 通过之前所做的课程设计，使我对于冲压模具设计有了一个初步的认识。在设计的过程中还从在这很多的问题，都需要我去慢慢学习，去积累经验，找到最优方案和措施！ 在这套设计中，我知道我一定也会遇到很多的问题。但是我相信，我会在老师和同学的帮助下，认真积极地完成这一次的设计。在这次的设计中，摩托车支架弯曲模具设计在设计的时候就需要考虑到回弹、压边力、冲裁力、压力机的型号等等一系列的问题。其中，最重要的就是回弹问题，虽然现在回弹问题还不能够完全解决，但是要尽可能的降低回弹程度，提高制件的精度，延长模具的使用寿命。 通过之前对于冲裁、弯曲、拉伸模具设计的学习，使我对于冲压模具设计有了一些简单的认识和了解！虽然，对于它的学习，周期不是很长，但是我们把最基本的东西已经学完了，剩下的就要靠自己去磨练和积累了
一、摩托车的分类 对摩托车的分类，不同国家有不同的分类方法。国际标准（ISO3833-1977）按速度和重量将摩托车分为两类：两用摩托车和摩托车。我国摩托车的分类方法，大致上有两种：一种是按排量和最高设计时速，分为轻便摩托车和摩托车。轻便摩托车发动机工作容积不超过50毫升，最高设计时速不大于50公里。摩托车指发动机工作容积大于50毫升，最高设计时速超过50公里的两轮或三轮摩托车。另一咱是按车轮的数量和位置，分为两轮车、边三轮车和正三轮车三类。 一般习惯上多按用途、结构和发动机型式和工作容积来分类。如仅将它作业城市内、短距离的代步工具，则选用时速不超过50公里，结构紧凑小巧的微型摩托车或轻便摩托车。需要经常往返城乡之间，能二人骑乘，宜选用发动机工作容积125～250毫升的普通摩托车。如行驶的道路条件较差、要求高速行驶或作一般竞赛用，则选用越野摩托车。 二、摩托车的基本组成 摩托车由发动机、传动系统、行走系统、转向、制动系统和电气仪表设备五部分组成。摩托车的总体结构及各部件名称。 （一）发动机 1、摩托车发动机的特点 （1）发动机为二冲程或四冲程汽油机。 （2）采用风冷冷却，有自然风冷与强制风冷两种。一般机型采用依靠行驶中空气吹过气缸盖、气缸套上散热片带走热量的自然风冷冷却方式。大功率摩托车发动机为了保证车速较低与未起步行驶前发动机的冷却，采用装风扇和导风罩、利用强制导入的空气吹冷散热片的强制风冷冷却方式。 （3）发动机的转速高，一般在5000转/分以上。升功率（每升发动机排量所发出的有效功率）大，一般在60千瓦/升左右。这说明摩托车发动机的强化程度高，发动机外形尺寸小。 （4）发动机曲轴箱与离合器、变速箱设计一体，结构紧凑。 2、机体 机体由气缸盖、气缸体和曲轴箱三部分组成，缸盖由铝合金铸造有散热片，新型的四冲程摩托车发动机均采用顶置气门、链条传动、顶置凸轮轴结构方式。气缸体材料以双金属（耐磨铸铁缸套外浇铸铝散热片）为多，以得到较好的散热效果。有些摩托车采用耐磨铸铁缸体，如长江750型、嘉陵JH70型，在一些小型轻便摩托车，如玉河牌YH50Q型小排量（50立方厘米）发动机采用铝合金缸体内壁镀0.15毫米硬铬层的结构。曲轴箱由铝合金压铸由左右两箱体组合而成。有些摩托车在散热征之间加有缓冲块，以抑制散热片振动发出的噪声。 3、曲柄连杆 摩托车发动机的曲轴采用组合式，由左半曲轴、右半曲轴和曲柄销压合而成。左右两半轴的主轴颈上装有滚珠轴承，用以将曲轴支承在曲轴箱上。曲轴的两端分别装有飞轮、磁电机及离合器主动齿轮。连杆为整体式结构，大头为圆环状，内装有滚针轴承与曲柄销组合成曲柄连杆组。在二冲程发动机中活塞环在安装时要注意将活塞环的开口处对准活塞环槽里的定位销，防止活塞环在环槽内转动，产生漏气，划伤缸套上的进、排气口。 4、化油器
介绍比较摩托车车架应选择什么样的材料 对于摩托车车架来说，通常由铝、钢或者合金焊接制作而成，碳素纤维仅仅用于一些特别昂贵或者定制车架。随着摩托车技术的发展，车架材质也不断改进，结构越来越轻巧。目前，CFRP（碳素纤维增强塑料）已渐渐地成为赛车车架的主流。在不久的将来，合金也可能成为车架主要材料，不过车架材料和车架制作方法有很大关联。对于越野自行车（山地车）来说，已从钢管逐步演变到铝、钛、碳纤维（即CFRP）。摩托车虽然有实验性的钛合金和碳素纤维增强塑料车架，但到目前为止，在材料的应用上还远远落后于自行车和山地车。铝是迄今为止最好的山地车车架材料，严格地说，在悬挂出现前，钛因轻巧耐用和所具有的固有弹性（可以吸收山地长途行驶中产生的震动）而成为最好的车架材料，而钢则是仅次于钛的车架材料，其价格相对比较便宜，且具有和钛一样的固有弹性。如维护适当的话，其使用寿命会很长。随着车架悬挂的出现，钛和钢本身固有弹性所具有的优势荡然无存。悬挂所用的衬套和连接结构只能使用最小的侧力来作用，否则会引起车架的弯曲变形。如果希望悬挂效果完美，车架的刚性必须很好。也许你觉得增强车架刚性非常容易，给车架多加点材料就行了，这对铝制车架来说，多加材料是很好的方法；而对钢车架来说，增加材料会使其非常沉重；对钛车架来说，增加材料产生的效果比铝车架要差，不过比钢车架稍好。通常增强车架刚性需要很多艰辛的工作，而且车架不可能无限制地轻。对于越野车来说，其可以选用上述任一种材料，整车的所有功率需要传输到链条上，这需要车架具有很好的刚性，而且整车需要保持较轻的重量，铝便成为越野车最常用的车架材料，它很少会弯曲变形，但如果重量过轻的话，车架容易产生裂缝，这也表明多数铝车架最终会失效，而且车架重量越轻，失效得越快。铝的这种特性非常令人讨厌，当然，坚毅的越野赛车手们不会因此而感到忧虑，对他们来说，不仅希望知道到底什么样的车架材料最好，而且他们也不想长久使用同一辆旧山地车。对于整天进行猛烈行驶的驾驶者来说有许多选择，在经济条件允许且不担心维修的情况下，可以选择使用具有悬挂结构的铝车架，但即使配置一个悬挂座垫杆，当你站在脚蹬上行驶时，仍然很易被弄伤，。当然碳素纤维材料车架刚性很好且重量很轻，也可选择使用。钢则是长途赛车的最佳选择，凭其具有的固有弹性，较长的使用寿命和低廉的价格，使其在所有材料里脱颖而出。对于跨越式行驶用车架来说，强度则是一切，显然碳素纤维很难让人放心。由于重量并不是需要考虑的关键因素，因此也不必选用昂贵的钛材料。在钢和铝中，钢被更多地选用。在所有大公司成立后的3年左右时间内，其用于产品制作的材料都是钢，相比其它材料来说，钢也更易于组装到一起。对于摩托车来说，以往铝制车架从悬抱车架开始，到双管车架成为主流，并一跃成为越野车车架的主流，铝制车架首选量产的是日本的铃木RG250。一直拘泥于延续悬抱车架的铃木GSX-R75也最终演变成双管车架。铝制车架不同于具有较高强度和韧性的钢管车架，在韧性和回复性方面表现销差，但在重量和弹性上有较大的优越性，故成为高性能越野车的基本型式。铝制车的制作方法是将铝板材料压制成型，或将断面制成圆形、角状或目字形，总之都是采取以弯曲管状物的方式来制作车架。当然，像本田的SPADA250铸造车架也无可厚非，其形状也非常地单纯。但像鸟笼一样用许多小口径管构成的复杂设计已经不流行了。杜卡迪L型双缸仍持续致力于圆形切面的钢管车架，并一直保持了摩托车的高性能。杜卡迪916绝美的钢梁车架证明了铁合金在现代仍是最先进的科技，具有轻量和高韧性的优点。钢管车架中的多半是大断面脊背车架以及双悬抱车架。意大利BIMOTA（比莫塔）的DBONE轻量车架正是最佳代表作，车架本身的单体重量只有5kg，但它被撞扁的机率也随之提高了许多，即在摔车或冲击时，车架变形或弯曲的情况会比较严重，所以设计者必须具备有将伤害减到最低限度的能力。钢、铝、钛等金属车架都是将压装成形的各部分材料熔接而组成的，最新的潮流更倾向于将支撑座位、挡泥板等次要零件用螺栓来组合，将车架的主体和副体分开来。如果主车架用铝制，而副车架用钢制，两
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，用大量试算和试验的方法去弥补与实际为弹性系统的差异，不仅费时耗资大，还难免
某型摩托车车架CAE分析报告 重庆现代摩托车研究所
摩托车车架可靠性分析 前言 车架是整个摩托车的基体。作为摩托车的骨架，车架由多种管材及板材焊接而成，具有复杂的空间结构，它不仅支承、连接了摩托车的各零部件，还承受了摩托车本身和外在的各种载荷。在摩托车行驶时，路况复杂多变，使车架不时处于扭转、弯曲之中，并改变车架上各零件的相对位置，使车内的受力发生变化。因此，要使车架结构不影响使用，要求车架本身一方面具有高强度和合适的刚度，另一方面尽量减轻质量，这一切使其受力分析工作复杂而烦乱。从设计摩托车出发，作为摩托车车架的全面分析，不仅需要了解车架的质量、转动惯量、加载点、量等基本情况，还需了解诸如车架各阶固频、振型和车架材料选用等信息。在本次分析中，从材料的使用方面出发进行摩托车车架分析，校核材料的使用对车架受力性能的影响，为设计优化提供参考。 车架强度是车架设计中要考虑的首要问题，关系到车架的安全。在摩托车车架分析中，采用三维实体、通过有限元分析模拟车架使用状况，着重关注应力的分布和大小。为适应计算机的计算能力，所建立的模型对车架作了如下简化处理： a模型处理上，省略外挂零件，突出车架本身骨架及其加强部分； b加载上，力（含骑乘者与整车重量）与力矩转移到车架重心附近（取中间支撑为对象）； c约束上，前减振器支撑点转移到转向柱上，后减振器支撑点转移到尾梁支承及摆臂枢轴孔上。 如下图1： 图1 约束位置
图2 平路行驶应力云图（普钢、不带边轮） 1．典型工况摩托车车架应力 在对摩托车车架的分析中，分别对摩托车选取平路行驶、刹车、启动（0加速）、转弯（带边轮）等几种典型工况进行分析。为方便比较分析结果，将分析分为带边轮与不带边轮两种情况。带边轮的情况以力转移的方式，将载荷加在车架上进行处理。刹车时，假设后轮（及边轮）刚好离开地面，惯性力矩与重力矩平衡，摩托车车身没有偏转；启动时，假设前轮刚离开地面，加上向后的惯性力矩，摩托车车身没有偏转。 其中，使用普通钢材与高强度钢对于应力分布没有非常明显的影响，如图2、图3： 图3 平路行驶应力云图（特钢、不带边轮） 不考虑边轮的情况下，几种工况的应力云图：图4~图6。 表1 分析数据汇总表（不带边轮）
专业工艺课程设计题目：摩托车涂装工艺设计 学院：化学化工学院 专业：应用化学班级：学号： 学生姓名： 导师姓名： 完成日期： 专业工艺课程设计任务书 学院：化学化工专业：应用化学班级： 姓名：同组人员姓名
指导教师： 教研室主任： 2014年6月22日 目录 第一章前言
中国摩托车产业发展简史 (3) 中国摩托车涂装发展概况 (3) 论文研究内容及意义 (5) 第二章我国摩托车涂装现状分析 我国摩托车涂装现状分析 (5) 涂装工艺技术及设备 (6) 目前我国摩托车涂装的基本工艺分析 (7) 第三章摩托车车架电泳涂装工艺设计 高光底面合一阴极电泳涂料的特点 (8) 阴极电泳涂装工艺 (9) 涂装工艺 (10) 高光底面合一阴极电泳涂料工艺参数 (13) 高光底面合一阴极电泳涂料应用性能 (14) 第四章思考和总结 常见问题及解决方法 (15) 总结 (15) 参考文献 (16)
第一章前言 中国摩托车产业发展简史 自1885年法国人戴姆勒制造出世界上第一辆以汽油为动力的现代摩托车的雏形车以后，英国于1898年建立了第一家摩托车厂，相继法国、意大利、俄罗斯、德国、美国、日本等也建立了摩托车工业企业。在中国，虽然早在1951年由南昌飞机制造公司造出第一辆“井冈山”牌摩托车，但直到1979年由嘉陵工业集团与日本本田技研工业株式会社通过技术合作，才真正推动了中国摩托车工业的迅猛发展。至1993年中国摩托车总产量近400万辆，在世界排名第一，日本退居第二位，其后依次是印度、台湾等国家和地区。现今的中国摩托车年生产量己超出1000万辆，生产能力稳居世界领先地位。 在摩托车产量高速增长的同时，中国摩托车行业的缺点也越来越明显地暴露出来，当前主要表现为零部件生产能力薄弱，尤其发动机靠进口或组装为主。另外由于低水平产品重复、低水平的技术引进以及低水平的重复建设等，增加了摩托车市场的不稳定性、不平衡性和受制性，与发达国家相比仍有很长一段距离。 中国摩托车涂装发展概况 ①50年代是我国摩托车工业起步阶段，当时从前东德、捷克等国家引进了部分车型。从50年代到80年代初，我国还处于计划经济时代，加上受政治运动影响，我国的摩托车工业几乎没有发展。仅有上海幸福250、济南生产的轻骑15、株洲军工厂生产的长江750等几个少得可怜的车型。由于当时人民的消费水平低，用户也仅限于军队、公安、邮电等部门，因此产量极小，由于规模小、工艺水平低、劳动生产率低，当时的摩托车涂装技术处于手工作坊式的生产阶段。车型的性能、质量也很差，多属于二次世界大战时期欧洲的产品。 ②1985年到1995年，这一时期是我国摩托车工业迅猛发展的阶段。当时的嘉陵机器厂率先开展国际合作。从日本本田公司引进了CJ50、JH70、JH125等在当时属于先进水平的车型。随后建设机床厂从日本雅马哈公司引进了CY80车型。从此，我国的摩托车工业步入了大批量、大规模、工业化、专业化生产时期。行业产量从1985年的百余万辆猛增到1995年的千余万辆。当时的摩托车生产厂家多为大型国营企业。车架、油箱涂装生产线多为自行设计，自行建造的。涂装工艺普遍采用前处理喷淋清洗一脱水烘干一喷底漆一喷面漆一油漆烘干，喷涂多采用Ω静电喷涂机，也有部分小型企业采用人工喷涂。 ③1995年至今是我国摩托车工业稳定发展的阶段。由于前期的高额利润，促使私营企业、合资企业、外国独资企业纷纷进入这一领域。竞争异常激烈，价格大战此起彼伏。为了在残酷的市场竞争中争到一席之地，各企业竟相投入巨资进行新产品开发和技术改造。在这期间一些国际国内著名的涂装设备设计公司（如日本大气社、上海机电设计院、机械工程部第四设计院等）也开始进入摩托车市场。在这期间，车架的涂装工艺开始由静电喷涂、手工喷涂向阴极电泳涂装转化。济南轻骑、南京金城、广东江门大长江、上海新大洲、中国嘉陵等知名企业先后建成了现代化的、大规模的、高品质的车架阴极电泳涂装线。少数