某踏板车车架有限元分析

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摩托车车架有限元分析数据参数模板

参数编号参数数据备注1
G摩托车整备质量/Kg 112包含油液2
d1前减震完全压缩时前轮轴中心距车头管下轴承中心竖直距离/mm 2403d2前减震完全压缩时地面车头管下轴承中心竖直距离/mm 4554e
前减震完全压缩时前轮轴中心距车头管下轴承中心水平距离/mm
2155(前减震完全压缩时)前轮轴中心沿车头管
角度方向至车头管上轴承中心距离（图中
长红线表示）/mm
5756(前减震完全压缩时)前轮轴中心沿车头管
角度垂直方向至车头管上轴承中心距离
（图中短红线表示）/mm
07前减震直径/mm
328
方向柱直径/mm 30注：9描述本款车的具体情况（新设计或在哪款基
础上改进的），发动机型号，最高车速等10后减震完全压缩后，后轮中心与减震点距
离L1、与吊架点距离L211指出车架上坐垫大致位置L3（即副乘员中
心位置与前轮轴水平距离L3），见下图2踏板车车架分析所需参数表
新设计，发动机153-7长轴，最高车速89
L1=330,L2=260
1200
见右图1包含内外径（一般取最小直径）
图1图2
前轮
后轮。

摩托车车架强度的有限元分析

摩托车车架强度的有限元分析
惠记庄;邹亚科
【期刊名称】《小型内燃机与摩托车》
【年(卷),期】2008(037)001
【摘要】应用有限元软件ANSYS对所设计的摩托车车架强度进行了分析.针对不同工况,对车架结构做了静态的应力和应变分析,用动载系数法做了动态的应力和应变分析.指出了车架结构的薄弱环节,说明改进途径.结果表明,应用ANSYS可以较准确地分析摩托车车架上各点的应力、位移情况,为改进摩托车车架受力状况和结构优化设计提供理论依据.
【总页数】3页(P28-30)
【作者】惠记庄;邹亚科
【作者单位】长安大学工程机械学院,陕西西安,710064;长安大学工程机械学院,陕西西安,710064
【正文语种】中文
【中图分类】U483
【相关文献】
1.LX200摩托车车架有限元分析及强度评价 [J], 邹喜红;毛星子;稅宁;石晓辉
2.摩托车车架强度的有限元分析 [J], 李功峰
3.LH250摩托车车架刚度及强度的有限元分析 [J], 余柳平;袁守利;阮杰;颜伏伍
4.正三轮摩托车车架强度有限元分析 [J], 李喜全;孙于胤;周玉军
5.试析基于有限元分析的摩托车车架优化设计 [J], 康仕彬
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基于有限元法的车架轻量化设计和仿真分析

基于有限元法的车架轻量化设计和仿真分析有限元法在车架轻量化设计和仿真分析中是一种常用的工具。

该方法基于数学模型，将结构划分成一系列小的单元，通过计算每个单元的应力、变形等物理量，反推得到整个结构的力学性能。

在车架轻量化方面，有限元法可以帮助我们快速地找到轻量化的设计方案，并通过仿真分析验证其性能，从而提高车架的安全性和可靠性。

首先，在轻量化设计中，我们需要寻找轻量化的潜在方案。

有限元法可以帮助我们划分车架结构，并计算不同部件的受力情况。

通过对受力情况的分析，我们可以找到那些不必要的部件或重量过剩的区域，从而进行删减。

例如，我们可以尝试使用高强度材料或降低材料使用量等方式来达到轻量化的目的。

其次，在设计轻量化方案后，需要通过仿真分析来验证其性能。

在有限元法中，我们可以将车架结构的物理特性输入到数学模型中，并通过计算得出其应力分布、变形情况等。

通过这种方式，我们可以在实际试验之前，快速地评估轻量化方案的性能，并进行修改和优化。

最后，有限元法还可以帮助我们改进设计方案，以进一步提高车架的性能。

例如，在仿真分析中，我们可以调整材料的类型和厚度，以达到更好的性能。

我们还可以通过优化部件的形状和尺寸，来减少结构的应力集中和变形等问题。

总之，有限元法在车架轻量化设计和仿真分析中是一种非常有效的工具。

通过使用该方法，我们可以快速地找到轻量化方案，并通过性能仿真进行验证和优化，最终提高车架的安全性和可靠性。

为了能更清楚地了解车架轻量化设计和仿真分析的数据，我们可以以一辆小型轿车为例，尝试列出相关数据并进行分析。

首先，我们需要了解该汽车原始的车架结构的总重量、尺寸和材料类型及数量等情况。

假设该汽车的车架总重量为1000千克，尺寸为4000毫米长、1500毫米宽和1500毫米高，使用的材料为钢材和铝材，其中钢材使用量为80%。

我们可以看到，该车架的重量相对较高，需要进行轻量化设计。

接下来，我们可以通过有限元法对该车架进行轻量化设计。

车架的有限元分析及优化

车架的有限元分析及优化作者：马迅盛…文章来源：湖北汽车工业学院点击数：1687 更新时间：2008-8-5有限元法将设计人员丰富的实践经验与计算机高速精确的计算完美地结合在一起，大大提高了设计计算精度，缩短了产品开发时间。

概念设计阶段车架的结构方案参考某一同类型车架，考虑到车身安装和其他总成的布置，将概念设计阶段的车架大致结构拟定如下：选用框架式平行梯形车架结构，由2根左右分开的纵梁和8根横梁组成，全长6.3m，宽0.8m，轴距3.65m。

各梁的大致形状尺寸及板材厚度如表1所示。

除第3、4根横梁外，其他各横梁的尺寸与参考的同类型车架几乎相同。

由于参考车架的第3、4根横梁为上下两片形状复杂的钢板组合而成，无法用梁单元模拟，在概念车架中将之改用两根方型截面的等直梁代替。

第1、6横梁为非等截面梁，其宽和高分别由两个尺寸表示。

参考车架纵梁的前后两段和中间段的连接采用的是线性渐变的截面，在概念车架中用一等直梁来代替，等直梁的高度等于渐变梁的中间高度。

纵横梁上所有的孔及连接板都不予以考虑。

车架的有限元模型为了后续的优化设计，必须对车架进行参数化建模。

选择表1中车架纵横梁的截面尺寸为模型参数，先建立左半个车架的几何模型，选用ANSYS中的二节点12自由度梁单元BEAM188号单元采用不同的梁单元截面形式对其进行网格剖分；再将左边的几何模型和网格模型进行映射得到右边车架模型，最终合并对称面上的节点使左右车架模型“牢固的”“粘结起来”。

在ANSYS中用BEAM188单元实施网格剖分时，为了保证单元的正确方向，应事先定义该单元的方向点并检查所要剖分的线的法向。

单元截面形状和偏置量需用命令SECTYPE、SECOFFSET和SECDATA设定。

单元总数为312，节点总数为626。

网格剖分并映射后车架模型如图1所示。

图中显示出了梁单元的截面形状。

图1 车架的有限元模型边界条件车架刚度有多种，其中最重要的是车架的弯曲刚度和扭转刚度。

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 模型中所加约束之一2、载荷在此点出建立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 -- --+三．有限元模型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图11 整体网格（a）图12 整体网格（b）需考虑对各个连接处的连接方式，根据工厂要求，具体连接处及连接方式可参考如下要求。

基于UG的某电动三轮车车架有限元分析

基于UG的某电动三轮车车架有限元分析【摘要】本研究基于UG软件对某电动三轮车车架进行有限元分析。

文章首先介绍了研究背景和研究意义，然后详细讨论了车架结构设计、有限元分析模型建立、载荷及边界条件设置、应力分析和变形分析。

通过对车架的有限元分析，得出了应力和变形的分布情况。

结论部分总结了分析结果，提出了优化建议，并展望了未来研究方向。

本研究为提高电动三轮车的结构强度和稳定性提供了理论指导，对于优化设计和改进性能具有重要意义。

【关键词】关键词：UG、电动三轮车、车架、有限元分析、结构设计、载荷、边界条件、应力分析、变形分析、优化建议、研究背景、研究意义、分析结果、展望未来。

1. 引言1.1 研究背景目前，关于电动三轮车车架的有限元分析研究还比较有限，大部分研究都是基于传统的车架设计理念，缺乏针对电动三轮车特殊结构和载荷的分析。

本研究旨在基于UG软件对某电动三轮车车架进行有限元分析，探讨其在不同载荷条件下的应力分布和变形情况，为其优化设计提供可靠的理论依据。

通过对电动三轮车车架的有限元分析，可以深入了解其受力情况，找出潜在的弱点和改进空间，提高车辆的安全性和稳定性。

也可以为今后电动三轮车车架的设计和研究提供一定的参考和借鉴。

这一研究具有重要的理论和实践意义。

1.2 研究意义电动三轮车作为新型交通工具，其车架结构设计对车辆性能和安全性有着至关重要的影响。

通过有限元分析方法对电动三轮车车架进行研究，可以为车辆设计和制造提供重要的参考和指导。

具体来说，有限元分析可以帮助分析车架在不同载荷下的受力情况，预测车架在运行中可能发生的应力和变形情况，进而优化车架结构，提高车辆的安全性和稳定性。

通过有限元分析还可以对电动三轮车车架在不同条件下的性能进行比较，找出潜在的问题并及时加以解决。

这对于提升电动三轮车整体性能、降低生产成本具有重要意义。

对电动三轮车车架进行有限元分析研究具有重要的理论和现实意义，对推动电动车行业的发展和进步具有积极作用。

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；ANSYSFinite element analysis for bicycle frame based on ANSYSWANG Shunmin（Faculty of Automotive engineering,WHUT,wuhan 430070,china）Abstract:Using the finite element analysis software ANSYS to analyze two different structureof 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。

【分析】车架刚度及强度的有限元分析

【分析】车架刚度及强度的有限元分析展开全文车架是汽车主要的承载部件，汽车大部分部件如：动力总成、驾驶室、货箱和车桥等都与车架直接相连。

因此车架就必须具有足够的刚度和强度以保证有承受冲击载荷和忍受各种工况的能力。

由于车架本身结构的复杂性。

无法用传统的计算方法实现对车架的精确计算，而随着计算机技术发展所逐渐兴起的有限元方法可有效地计算车架在各种工况下的响应。

进而为后续设计提供有力的理论依据。

有限元法的基本思想是将一个复杂的结构拆分成有限个单元，对这些单元分别进行分析。

建立位移与内力之间的关系，以变分原理为工具，将微分方程化为代数方程，再将单元组装成结构。

形成整体结构的刚度方程后再进行计算。

目前大多的车架有限元分析在模拟车架组成梁之间的连接时，大都采用点对点刚性连接直接将其连接，这种模拟方法相对于实际情况误差较大。

本文采用MPC184单元设计了合理的连接模拟形式。

相对而言可降低结果误差。

1 有限元模型的建立以某边梁式车架为研究对象，其由左右分开的两根纵梁和若干根横梁组成。

纵梁和横梁是由薄壁型钢制成，再通过焊接和铆接而形成整体。

在有限元前处理软件Hypermesh中对车架进行单元划分。

忽略半径5 mill以下的孔、过渡圆角、倒角及2 mill以下的搭接边上的凸台。

单元选用二维4节点壳单元Shell43，Shell43单元可有效地模拟一定厚度的板壳及其线形和弯曲变形。

单元每个节点均具有6个自由度，即，y,z向平动自由度和绕，y，轴的转动自由度。

在平面内变形为线性变形，对于非平面的情况单元采用对组成向量进行混合插补的方法。

从而使对车架的模拟更为合理。

纵梁、横梁及其连接板之间的铆钉连接，选用如图l所示的连接模拟方式。

采用刚性连接单元MPC184单元MPC184单元是由一组通过使用拉格朗日算法来实现运动学上的约束的多点约束单元组成。

可用于模拟两个变形体之间的刚性约束或常在工程实际应用中被用来作为传递力和力矩的刚性组件。

某型摩托车车架CAE分析报告

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。

利用有限元分析优化摩托车车架设计

利用有限元分析优化摩托车车架设计摩托车是一种广泛使用的交通工具，其车架设计对于车辆性能和安全性至关重要。

在设计摩托车车架时，有限元分析是一种常用的工具，它可以对车架进行结构优化，提高其刚性和轻量化程度。

本文将通过有限元分析，探讨如何优化摩托车车架设计。

首先，需要明确的是，在摩托车车架设计中，刚性和轻量化是两个主要的优化目标。

刚性对于提升车辆的稳定性和操控性至关重要，而轻量化则可以提高车辆的燃油效率和加速性能。

因此，在设计摩托车车架时，需要在保证刚性的前提下，力求减少其重量。

有限元分析是一种基于数值计算方法的结构分析技术，在摩托车车架设计中能够有效地模拟和分析不同载荷情况下的应力分布和变形情况。

通过有限元分析，设计师能够得到车架的应力云图和变形云图，进而找到薄弱部位和应力集中区域，从而为优化设计提供依据。

在开始有限元分析之前，首先需要进行几何建模。

通过计算机辅助设计（CAD）软件，可以根据摩托车的整体尺寸和排列来创建车架的三维模型。

在建模过程中，需要考虑摩托车的整体结构和连接方式，以保证良好的刚性和稳定性。

接下来，需要定义材料特性和加载条件。

摩托车车架通常由金属材料制成，如高强度钢或铝合金。

在有限元分析中，需要输入材料的弹性模量、泊松比和屈服强度等参数，以便对车架的应力和变形进行计算。

同时，还需要根据实际使用情况确定载荷类型和大小，包括行驶载荷、制动载荷和悬挂系统载荷等。

完成建模和加载条件之后，将模型导入有限元分析软件中进行计算。

有限元分析软件将模型划分成许多小元素，根据材料和载荷条件，计算每个元素的应力和变形。

然后，通过元素的连接关系和应力传递规律，计算整个车架的应力和变形情况。

通过有限元分析，可以得到车架的应力云图和变形云图。

应力云图用彩色表示不同部位的应力大小，通过对比云图，可以找到应力集中区域和薄弱部位。

变形云图则用于确定车架在各个载荷下的变形情况，从而评估其刚性和稳定性。

在了解了车架的应力和变形情况之后，可以根据实际需求进行优化设计。

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［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ａｓｔｈｅｆｒａｍｅｂｅａｒｓｖａｒｉｏｕｓｓｔｒｅｓｓａｎｄｍｏｍｅｎｔｓｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄｂｙｔｈｅｗｈｏｌｅｖｅｈｉｃｌｅｓｕｃｈａｓｔｈｅｅｎｇｉｎｅａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
第５２卷第８期
Ｖ０１．５２Ｎｏ．８
农业装备与车辆工程
ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ＆ＶＥＨＩＣＬＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
２０１４年８月
Ａｕ￣ｓｔ２０１４
［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｓｃｏｏｔｅｒ；ｆｒａｍｅ；ｉｒｇｉｄｉｔｙ；ｓｒｔｅｎｇｔｈ；ｍｏｄｌａａｎｌａｙｓｉｓ
０引言
车架作为摩托车的骨架．将整车的各种装置
ａｓｓｅｍｂｌｙ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｍａｋｅｍｏｄａｌａｎｌｙａｓｉｓｏｆｔｈｅｆｒａｍｅ，ＳＯａｓｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｆｒａｍｅｈａｓｓｕｆｉ－ｃｉｅｎｔｉｇｒｉｄｉｔｙａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｓｕｃｈｎａａｌｙｓｉｓｃａｎｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｈｅｔｆｒａｍｅｕｎｄｅｒｌｌａｋｉｎｄｓｆｏｒｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｕｓｅｎａｂｌｉｎｇｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｆｒａｍｅ．
［摘要］车架承受整车如发动机、传动装置等总成传给的各种力和力矩。为确保车架具有足够的刚度和强度．通过建立有限元模型，对车架进行模态分析，从而提前预测各种路况下车架受力情况，优化结构设计，车架；刚度；强度；模态分析［中图分类号］Ｕ４８３［文献标志码］Ａ［文章编号］１６７３ — ３１４２（２０１４）０８ — ００６２ — ０４
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ — ３１４２．２０１４．０８．０１６
某踏板车车架有限元分析
孙国涛，何会明，王吉，何攀科，何强福
（３１７５００浙江省温岭市浙江钱江摩托股份有限公司）
自由模态分析主要是考虑车架结构对激振的
有机地连在一起，使各种装置之间具有一定的相
响应［２］。摩托车的激励主要有路面激励和发动机激励，路面激励主要为低频激励，发动机激励主要是１、２二阶频率，发动机的转速一般不超过８０００ｒ／ｍｉｎ，因此分析自由模态频率时只分析２５０Ｈｚ以下的模态频率。采用有限元软件进行模态分析．提取模态的
方法为Ｌａｎｃｚｏｓ方法。
１．２有限元模型
对位置关系，确保整车正常运行。在设计车架时，要保证车架具有足够的强度、合适的刚度。及结构
布置符合人机工程学等。通过有限元法可以在设计车架时确定车架的
弯曲和扭转模态，并用来预估车架强度、刚度、振动等性能，为摩托车车架尺寸调整和材料选用提
（ＺｈｅｊｉａｎｇＱｉａｎｊｉａｎｇＭｏｔｏｒｃｙｃｌｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＷｅｎｌｉｎｇＣｉｔｙ，ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ３１７５００，Ｃｈｉｎａ）
供总的刚度和动力分析。有限元法实际上是把复
先建立有限元模型，如图１，为保证求解精度，单元大小为３ｍｍ，节点数为１０８７２７个，网格数为１０９４０１个。单元类型为４节点四边形单元。
ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｃｏｏｔｅｒＦｒａｍｅ
ＳｕｎＧｕｏｔａｏ，ＨｅＨｕｉｍｉｎｇ，ＷａｎｇＪｉ，ＨｅＰａｎｋｅ，ＨｅＱｉａｎｇｆｕ