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有限元法是一種工程上常用的數(shù)值計(jì)算方法，運(yùn)用有限元法對(duì)摩托車車架進(jìn)行分析可以有效地指導(dǎo)和修正設(shè)計(jì)。要熟練掌握有限元分析方法，必須熟悉有限元軟件和分析過程，還要對(duì)力學(xué)和有限元理論有較深的理解，這對(duì)于一般的工程技術(shù)人員有一定的困難，因此，開發(fā)摩托車車架強(qiáng)度分析的專用系統(tǒng)可滿足我國(guó)摩托車企業(yè)工程技術(shù)人員的需求。
車架是摩托車關(guān)鍵部件之一，是摩托車的骨架，用來固定和支承發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其他零部件，將各總成有機(jī)地連成一個(gè)整體。其性能直接影響整個(gè)摩托車系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能，因此，建立摩托車車架強(qiáng)度分析系統(tǒng)有很強(qiáng)的實(shí)用性。
本研究在總結(jié)摩托車車架強(qiáng)度有限元分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Visual Basic 6.0和ANSYS分析軟件二次開發(fā)工具APDL(ANSYS Paranetric Design Language)開發(fā)了摩托車車架強(qiáng)度分析系統(tǒng)。
摩托車后懸架布置形式可分為漸進(jìn)連桿式和減振器式，本系統(tǒng)分別適用于這兩種系統(tǒng)。對(duì)于車架各部分采用不同的材料，發(fā)動(dòng)機(jī)、乘員和貨物在車架上的位置不同，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行具體定義。根據(jù)工程實(shí)際需要，本系統(tǒng)具備對(duì)車架進(jìn)行模態(tài)分析、靜態(tài)分析、瞬態(tài)分析和疲勞強(qiáng)度分析的功能。
本系統(tǒng)采用Visual Basic程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行設(shè)計(jì)。用戶根據(jù)提示導(dǎo)入模型、輸入?yún)?shù)并定義載荷，系統(tǒng)自動(dòng)生成ANSYS軟件兼容的一系列比文件，再手動(dòng)導(dǎo)入ANSYS軟件，完成前處理和求解。
使用的用戶進(jìn)入系統(tǒng)的主界面，先選擇摩托車后懸架布置形式，然后導(dǎo)入從三維建模軟件中導(dǎo)出的模型文件，再定義車架的材料屬性和關(guān)鍵點(diǎn)位置參數(shù)，最后選擇模態(tài)分析、靜態(tài)分析、瞬態(tài)分析或疲勞強(qiáng)度分析模塊，進(jìn)行相應(yīng)的分析計(jì)算。
本系統(tǒng)分析部分采用模塊化設(shè)計(jì)，包括車架的模態(tài)分析模塊、靜態(tài)分析模塊、瞬態(tài)分析模塊和疲勞強(qiáng)度分析模塊，各個(gè)功能模塊之間是相對(duì)獨(dú)立的。
靜強(qiáng)度分析采用兩種建模法。一種是建立前、后架和后搖臂的模型，對(duì)摩托車頭管施加約束方程使其沿著前懸架方向運(yùn)動(dòng)，在懸架與車輪連接位置施加約束。另外一種是將前、后懸架和后搖臂略去，在摩托車車架頭管位置施加全約束，用戶在懸架安裝部位，輸入根據(jù)實(shí)驗(yàn)或分析得到的載荷。
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