摩托车车架设计与试验设备

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摩 托 车 车架 的承载 情 况很 复杂 ， 架所 车 承 受 的载 荷 属 空 间力 系 ， 架 的 节 点 结 构 又 车
各 式 各 样 ， 致 求 解 车 架 的 频 率 响 应 函数 时 导
过 有 限元 方 法 在 设 计 阶 段 计 算 分 析 ； 车 架 而
在 行 驶 过 程 中 动 态 应 力 分 布 ， 架 疲 劳 强 度 车 的分 析 ， 别 是各 种 路 面条 件 、 车 工况 、 特 行 车
车架 是 空 问 构 架， 力 情 况 复 杂 。 架 将 受 车 发 动机 、 动 装 置 、 架 装 置 、 向装 置 、 轮 传 悬 转 车 等 总 成 有 机 地 连 接 成 一 个 整体 ， 各 总 成 之 使 问 具 有 相 对 固定 的 位 置 关 系 车 架 承受 着 乘 员 和 发 动 机 等 总 成 传 给 车 架 的 各 种 力 和 力 矩 。 概括 描 述 如下 ： ａ ）零 件 紧 固 引 起 的 车 架 内 的 预 应 力 ， 包 括 发 动 机 、 摇 臂 及 减 振 器 安 装 时 在 安 装 座 后
ｆａ ｔｅ ｇ ｈ ｎ ｅｉｂ ｌ ｙ ｕ ｄ ｒ ｌａ ｅ ｔ ｔｓ ａ ｄ ｖ ｒｏ ｓ ｒ ａ ｏ ｄ ｔ ｎ ． Ｔｈ ｒ ｍｅ ｓｒ ｎ ｔ ａ ｄ ｒ ｌ ｉｔ ｎ ｅ ｏ ｄ ｄ ｓａ ｅ ｎ ａ ｉｕ ｏ ｄ ｃ ｎ ｉｉ ｓ ａ ｉ ｏ ｅ ａ ｌ ａ ｉｎ Ｏ － ｃ ａ ｅ ｌｃ ｒ ｈ ｄ ａ ｌ ｅ ｖ ｙ ｅ ｒ ａ ｉ ｕ ａｏ ｎ ｐｐｉ ｔｏ ｆ２ ｃ ｈ ｎｎ ｌ ｅ ｔｏ ｙ ｒ ｕ ｌ ｓ ｒ ｏ ｔ ｐ ｏ ｄ ｓ ｅ ｃ ｍ ｌｔ ｒａ ｄ ＤＥＳＡＭ Ｓ ｔｍｅ ｉ
伤 还 必 需 借 助 典 型 路 面 ， 别 是 可 再 现 的典 特 型 路 面 的激 励 来 进 行 疲 劳分 析 。 路 面不 平 度 的统 计 特 性 常 用 其 功 率 谱 密 度 函数 简 称 路 面 谱 Ｇｄｎ 来 表 示 。它 是 在 真 （）
实路 面上对 典 型路 段进 行 一定 距离 的测 量 ， 取 得 路 面 不 平 过 程 的 一 个 样 本 ， 路 面 不 平 即
处 由螺 栓 产 生 的静 拉 伸 和 压 缩 载 荷 ； ｂ ）发 动 机 振 动 引 起 的 小 载 荷 高 频 振 动 ， 车 架 承受 部 位 是发 动 机 安 装 座 处 ； ｃ ）链 张 力 ， 别 是 摩 托 车 突 然加 速 或 减 特 速 时 引 起 的 大 载 荷 低 频 振 动 ， 架 受 力 部 位 车
陈 军 王 仲 范 （ 汉 理 Ｉ 大 学 汽 车 Ｉ 程 学 院 ） 武
Ｃｈｅ ｕ Ｗ ａ ｇ Ｚｈ ｎ ｆ ｎ ｎＪ ｎ ｎ ｏ ｇａ （ ｕ ａ ｎ ｖ ｒｉｙ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ Ｗ ｈ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ）
摘要
在 摩托 车丰架 的开发设 计 阶段 ， 由于 缺 乏 必 要 的 动 态 试 验 设 备 乖 完 善 的
试 验 方 法 ， 车 架 在 各 种 加 载 Ｉ 况 乖 各 种 路 面 奈 件 下 强 度 乖 疲 劳 的 可 靠 性 不 能 进 行 对 有效 、 准确 的计 算 与 分 析 。利 甩 鼠 通 道 电液 伺 服 汽 车 道 路 模 拟 试 验 台及 ＤＥＳ ＡＭＳ时 域 闭环 控 制 系统 ， 以精 确 模 拟 各 种 路 面奈 件 乖 行 车 速 度 。 这 鸯 试 验 设 备 上 已经 进 可 在 行 了 多 种 类 型 车 辆 的 可 靠性 乖 平 顺 性 试 验 研 究乖 验 证 工 作 ， 到 了较 好 的 结 果 。 得
很 复 杂 。 采用 经 典 力学 方 法 进 行 动 态分 析 ， 若 需 要 作很 多简 化 和假 设 ， 算 繁 杂 ， 度 也 计 精 差 ， 计 算结 果 往往 影 响 车架结 构 的合 理化 其 和 轻 量 化 。 目前 多 采 用 有 限 元 方 法来 精 确 分 析 和 计算 车 架 的强度 和振 动 ， 车 架在 行驶 但
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ｄ）乘 员 、 物 的 质 量 属 于 静 载 荷 ， 要 载 主
《 托 车 技 木 １ ０ １年 第 ４期 摩 ２０
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设 计 ・试 验 ・ 究 研 作 用 部 位 在 转 向立 管 和尾 架 管等 处 。 在摩 托 车 行 驶 过 程 中 ， 一 载 荷 的 大 小 会 很 大 地 影 这 响 车 架 所 受 到 的 地 面 冲击 载 荷 的大 小 。 实 际 上 ， 托 车 在 不 平 道 路 上 行 驶 受 到 摩 的路 面 冲 击 载 荷 是 车 架 所 承 受 的 最 主 要 的 动
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栏 目主持 人 ： 建群 陈
路 面和 Ｄ级路 面的路 面谱特性 。
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载 荷 。 于路 面 高 程 具 有 的随 机 性 ， 架 受 到 由 车
系
的 安 垒 性 、 坐 的 舒 适 性 和 在 各 种 路 面 条 件 乘
下 的 通 过 性 与 车 架 都 有不 可 分割 的 关 系 。可 以说 ， 架是摩 托车的脊 梁 。 车 在 车 架 设 计 工 作 中 ， 须 考 虑 对 上 述 性 必 能 指标 的 支持 ， 而且 要 结 合 经 济 成 本 因 素 和 车 架 发 展 的 流 行 趋 势 ， 发 出 具 有 自主 知 识 开 产 权 的 新 型 实用 的 摩 托 车 车 架 。 有 这 样 ， 只 才 能使产 品有竞争 力 ， 企业得 以稳步发 展 。 使 在 摩 托 车 车 架 设 计 阶 段 ， 计 人 员 难 以 设 把 握 的 是 车 架 的 动 态 特 性 ， 别 是 动 应 力 的 特 分 布情 况 。摩 托 车 车 架 复 杂 的 结 构形 式 使 得 车 架 的 应 力 分 布 很 复 杂 ， 别 是 摩 托 车 车 架 特
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必须 先确定 系统的输＾ （ 即路 面 激 励 ） 统计 的
∞ ∞特 如 和 Ｏ ｍ 如身 的频 率 响 应 函数 性 ｍ摩 托 车本
３ 车 架 动 应 力 试 验 及 其 试 验 设 备 ３ １ 试 验 设 备 及 试 验 方 法 ． 摩 托 车 车 架 的 承 载 能 力 主 要 表 现 为 车 架 的 静 强 度 和 疲 劳 强 度 。 车 架 的静 强 度 可 以 通
行 。双 通 道 电液 伺 服 汽 车 道 路 模 拟 试 验 台 是
进行 汽 车及 其 零 部件 道 路 模 拟 试 验 的 振 动 台
状 态 下 受 到 路 面 不平 的 冲击 而 引起 的 疲 劳损
载 工 况 下 的 车 架 疲 劳 与 寿 命 分 析 问 题 ， 有 现
的 有 限 元分 析 软 件 还 不 能 解 决 。 车 架 的 动 态 应 力 试 验 正 是 为 了 解 决 车 架 动 态 疲 劳强 度 分 析 与 寿命 预 测 的 问题 。试 验 在 双 通 道 电 液 伺 服 汽 车 道 路 模 拟 试 验 台 上 进
，
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而 系 统 的 随 机 输 出则 为 摩 托 车 受 激 产 生 的 振
动 和 零 部 件 承 受 的 随 机 载 荷 。在 摩 托 车 车 架 设 计 阶段 ， 要 考 虑 在 各 种 路 面 条 件 下 ， 托 主 摩 车 车 架 上 的 动 载 荷分 布 ， 其 是 关 键 部 位 的 尤 动 应 力 变 化 特 性 。要 求 出 摩 托 车 系 统 在 各 种 路 面条 件 和各种 载荷工 况下 的动载 荷分 布 ，
１ 车 架 自主 开 发 设 计 的 ｔ 要 性 摩 托车 车 架 的 主 要 功 能 是 用 来 固定 及 支
了企 业 开 发 具 有 自主 知 识 产 权 产 品 的 步 伐 。 目前 ， 内大 多 数 摩 托 车 企 业 在 车 架 自 主 设 国 计 开 发 时 都 遇 到 了这 样 的 问 题 。
的 地 面 冲 击 载 荷 也 是 随 机 载 荷 ， 会 导 致 车 这 架的疲 劳破坏 。
２ ２ 路 面 谱 ．
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田 １ 路 面 高 程 时 阎 历 程 田
摩 托 车 在 行 驶 过 程 中受 到 的 路 面 不 平 的 激 励 可 以看作 是一个 系统 受 到的 随机输 ＾ ，
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设 计 ・试 验 ・研 究
栏 日主 持 人 ： 建 群 陈
摩 托 车 车 架设 计 与试验 设 备
Ｄｅ ｉ ｎ ｎ ｎ ｓ ｕ ｐ ｅ ｆ Ｍ ｏ ｏ ｃ ｃｅ Ｆｒ ｍ ｅ ｓｇ ｉ ｇ ａ ｄ Ｔｅ ｔ Ｅｑ ｉ ｍ ｎｔｏ ｔ ｒｙ ｌ ａ
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