[发明专利]一种摩托车车架谐响应分析方法

说明书

技术领域：

本发明涉及的是一种摩托车车架谐响应分析方法。

背景技术：

摩托车车架是整个摩托车的脊梁，它不仅支承着发动机、骑乘者和其它总成，还起着抑制来自前后车轮的各种负荷所引起的扭曲变形，并对骑乘者提供良好的操纵稳定性和骑乘舒适性等作用，因此车架本身必须具有足够的强度和刚度而且质量要小。随着我国对摩托车各种性能要求的不断提高，采用有限元模型对摩托车车架进行分析就显得非常重要。

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。梁单元模型是将摩托车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摩托车的实际结构特性。其优点是：划分的单元数目和节点数少，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：无法仔细分析摩托车应力集中问题，因而不能为摩托车纵、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，由于车梁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。这种模型使得对摩托车的分析计算更为精确，能为摩托车设计提供更为有利的帮助。但有限元分析结果的准确性与所建立的摩托车模型直接相关，要考虑模型与实际吻合，计算时间长，设计成本较大。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种摩托车车架谐响应分析方法。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用以下技术方案：

一种摩托车车架谐响应分析方法，它包括以下步骤：

步骤一：摩托车谐响应模型的建立：将模型简化为线、面模型；

步骤二：摩托车车架分析模型的建立；

步骤三：车架模态分析：对车架进行实验，把实验结果与理论结果相比较。

进一步的，步骤一中，摩托车谐响应模型的建立，包括以下步骤：

(1)从Pro/Engineer中直接把模型导入PRATRAN；

(2)对导入的模型作适当的修复；

(3)把摩托车车架中起连接作用的板去掉；

(4)提取模型管的中心线，使车架构件的交接点、断面尺寸变化点作为中心线的断点；

(5)提取壳体的对称面；

(6)检查简化模型是否为整体，简化模型是否与原模型车架的主要尺寸，包括长、宽、高和转向立管的前伸角相同。

进一步的，步骤二中，摩托车车架分析模型的建立，包括以下步骤：

(1)网格划分：用自动网格生成器Iso-mesh划分所有的简单线面，再用Paver划分其余的曲面；所有曲线的拓扑形式为2节点的梁/杆单元，所有曲面的拓扑形式为4节点的四边形单元；线面划分长度均为15mm；

(2)创建车架材料：创建一种各向同性的材料，其材料参数为：弹性模量E＝2.2*105N/mm2，泊松比P＝0.3，密度ρ＝7.8*10-9t/mm3；

(3)指定单元特性。

本发明对比现有技术，有如下的有益效果：利用有限元法可以代替摩托车车架试验室的大量试验分析工作，节省大量的开发试验费用，缩短了开发周期。

附图及说明：

图1为摩托车车架的几何模型。

图2为摩托车车架的简化模型。

图3为车架的有限元网格图。

图4为车架有限元单元特性显示图。

图5为本发明方法流程图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：

图5为本发明方法的流程图。一种摩托车车架谐响应分析方法，它包括以下步骤：

步骤一：摩托车谐响应模型的建立：将模型简化为线、面模型；

步骤二：摩托车车架分析模型的建立；

步骤三：车架模态分析：对车架进行实验，把实验结果与理论结果相比较。

1.摩托车谐响应模型的建立

图1为摩托车车架的几何模型。从Pro/Engineer中直接读入某摩托车车架的几何模型，得到图1，由于导入的模型数据可能部分丢失，所以对输入的模型再在PATRAN中进行编辑修补，并对模型进行简化。