自行车车架强度及应用分析
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自行车车架是自行车的核心组成部分，它承载着骑手的重量和外界的力量，直接影响着自行车的性能和稳定性。
为了确保自行车车架的可靠性和安全性，有限元分析被广泛应用于自行车车架结构设计。
有限元分析是一种应用于工程领域的数值计算方法，通过将实际结构离散为若干个小单元，近似计算每个小单元的力学特性和应力分布，从而得到整体结构的力学性能。
在进行自行车车架的有限元分析时，需要先对车架进行几何建模。
通常可使用计算机辅助设计软件或三维建模软件进行建模，将车架几何形状、尺寸和连接方式等细节进行精确描述。
接下来，将车架模型导入ANSYS软件中进行分析。
在分析过程中，需要先对车架进行网格划分，将其离散为数个小单元，以便进行后续的力学计算。
划分网格时需要考虑车架各处应力分布的均匀性和准确性。
进行有限元分析时，需要对车架施加相应的边界条件和载荷。
边界条件包括固定支撑或约束，以模拟车架与其他部分的连接方式。
载荷可以是骑手的重力、外界风阻、不平坦路面等因素，通过合理选择载荷类型和大小来模拟实际使用条件。
在进行有限元分析时，需要定义适当的材料参数，包括车架的弹性模量、泊松比、材料屈服强度等。
这些参数直接影响着车架的刚度和性能。
通过对车架进行有限元分析，可以得到车架各处的应力、应变分布情况。
基于分析结果，可以对车架进行优化设计，以满足强度和刚度的要求。
例如，在高应力处添加加强结构或材料，以提高车架的强度和稳定性。
此外，有限元分析还可以在车架结构设计阶段进行疲劳寿命预测。
通过加载一定的循环载荷，可以计算出车架在特定循环次数下的疲劳损伤情况，从而评估车架结构的可靠性和耐久性。
总之，基于ANSYS的有限元分析在自行车车架结构设计中扮演着至关重要的角色。
它可以帮助设计师评估车架的强度、刚度和耐久性，并优化设计以提高车架的性能和稳定性。
通过有限元分析，可以减少设计过程中的试错成本，提高设计效率，为自行车车架的可靠性和安全性提供保障。
自行车车架分析报告9页
自行车车架分析报告9页一、自行车简介自行车是人类发明的最成功的一种人力机械，是由许多简单机械组成的复杂机械。
自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。
人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。
英文bicycle 或bike的bi意指二，而cycle意指轮。
在日本称为“自耘车”；在中国大陆、台湾、新加坡，通常称其为“自行车”或“脚踏车”；在港澳则通常称其为“单车”。
二、自行车原理自行车的踏脚用到了杠杆原理。
以飞轮的轮轴为支点，用较长的铁杆来转动链条上的飞轮，可以省力。
踏脚飞轮上用到了齿轮，以防止链条打滑。
自行车上的链条与车子的后轮之间也采用了齿轮传动。
并且应用了比踏脚飞轮更小的齿轮，可以节省踏脚所用的力，同时，还提高了自行车后车轮运转时的速度。
自行车的刹车系统也用到了杠杆原理。
以车把上的刹车柄的转折关节为支点，起到了省力的作用。
想停住自行车，一个人拉都有点困难，但这么一捏，马上能停住。
自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。
其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。
按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统：1、导向系统：由车把、前叉、前轴、前轮等部件组成。
乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。
2、驱动（传动或行走）系统：由脚蹬、中轴、牙盘、曲柄、链条、飞轮、后轴、后轮等部件组成。
人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动的，从而使自行车不断前进。
3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、停驶、确保行车安全。
此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯，支架等部件。
（1）车架车架整车的灵魂，什么影响车子的操纵性，又是什么决定车子的耐用性，又是决定车子的骑乘舒适感？现在自行车的零配件生产技术提高，但是要使这些零件发挥它们强大的战斗力，就必须奠定一个良好的基础——车架。
高分子在自行车上的应用
高分子在自行车上的应用近年来，随着科技的不断进步和人们对环保出行方式的追求，自行车作为一种绿色、健康、低碳的交通工具，受到越来越多人的喜爱。
而在自行车的制造和改进过程中，高分子材料发挥着重要的作用。
本文将介绍高分子在自行车上的应用，从车架、车轮、车座、车把等方面进行阐述。
高分子在自行车的车架上有着广泛的应用。
传统的自行车车架多采用金属材料，如钢铁、铝合金等，但随着高分子材料的发展，轻质、高强度的碳纤维复合材料逐渐成为新一代车架材料的首选。
碳纤维车架具有重量轻、强度高、刚性好的特点，能够提供更好的骑行体验和更高的安全性。
另外，高分子材料还能够通过调整纤维的方向和层数，使车架具有更好的减震性能，提升骑行的舒适性。
高分子材料在自行车的车轮上也有着重要的应用。
自行车的车轮材料一般采用金属或高分子材料，其中高分子材料主要指聚合物材料。
相对于金属车轮，聚合物车轮具有重量轻、抗腐蚀、减震等优势。
同时，高分子材料的可塑性和可加工性使得车轮的设计更加灵活多样，可以根据骑行需求进行定制，提供更好的操控性和稳定性。
高分子材料还广泛应用于自行车的车座和车把上。
车座是骑行过程中与身体直接接触的部位，因此对于舒适性和支撑性的要求较高。
高分子材料的弹性和柔软性使得车座能够更好地适应骑行者的身体曲线，并减少对臀部的压力，提供更好的乘骑体验。
车把则是骑行中用于控制方向和保持平衡的部件，高分子材料的抗震性和防滑性能能够提供更好的握持感和操控性，增加骑行的安全性和稳定性。
除了以上几个方面，高分子材料还在自行车的其他零部件中发挥着重要作用。
例如，制动系统中的制动块和制动盘，高分子材料的耐磨性和摩擦性能能够提供更好的制动效果；链条和齿轮等传动系统中，高分子材料的耐磨性和抗腐蚀性能能够延长使用寿命；轮胎中的橡胶材料，高分子材料的弹性和抗磨性能能够提供更好的抓地力和耐久性。
高分子材料在自行车上的应用十分广泛。
从车架到车轮，从车座到车把，高分子材料都能够为自行车的制造和改进提供更好的材料选择。
车架静强度分析报告
m ＝82Mpa， a ＝25 Mpa， ＝0.54。
按照线性估算加载 200％后近似得到比利时路工况， 马头根部为 m ＝90Mpa，
a ＝90Mpa， ＝0；D 处为 m ＝164Mpa， a ＝164Mpa， ＝0；
按照各路段行驶的比率来分配各种工况下对车架的累加疲劳破坏。 根据线性 疲劳损伤积累理论，小于疲劳极限 的应力对疲劳寿命没有影响。设定摩托车 在平坦的马路、乡间道路以及比利时路上行驶时的应力循环系数分别为 1 ， 2 ，
第一章
一、静强度分析的准则
车架静强度分析
三轮摩托车车架静强度分析的设计， 应该针对通常最普遍的车架失效形式来 设计。通常车架的静强度破坏主要是疲劳造成的焊缝撕裂、断裂。除了在焊接工 艺和质量检查工艺中应该注意外， 在有限元分析中， 应该按照疲劳强度进行校核。 如果按照传统的静强度设计，应该合理的确定许用应力。本文将分别按照静强度 设计和疲劳强度设计的方法来校核车架。并对两种方法进行比较分析。 二、有限元应力分析结果 车架材料为：Q235，有限元分析过程中材料参数为：
（1-2）
（1-3）
s S a m s S a m
（1-4）
式（1-2）是应力副安全系数，式（1-3）是最大应力安全系数，式（1-4） 是材料位于塑性安全区的屈服强度安全系数计算公式。其中：
kN m N0 N
（1-5）
上式Hale Waihona Puke N0 为无限寿命，N 为设计寿命，
m
N 0 9 107 1.765。 N 6 10 4
乡间道路工况估算如下，取马头根部最高应力点静载应力为 45Mpa，在前端 加载 130％后 为 54.9Mpa，在前端加载 70％后 为 36.2Mpa，于是近似得到 m ＝45Mpa， a ＝10 Mpa， ＝0.66。取 D 处最高应力点静载应力为 82Mpa，在后 悬挂加载 130％后 为 107Mpa，在后悬挂加载 70％后 为 58Mpa，于是近似得到
公路车爬坡架和耐力架心得
公路车爬坡架和耐力架心得
公路车爬坡架和耐力架是两种不同类型的自行车架构，它们分
别适用于不同的骑行需求和场景。
首先，让我们来谈谈公路车爬坡架。
公路车爬坡架通常具有轻巧的车架设计和更陡峭的头管角度，
这使得骑行者能够更容易地应对爬坡时的重力挑战。
这种架构通常
更注重轻量化和刚性，以提供更高效的能量传输和更快的爬坡速度。
此外，爬坡架通常配备更大的后飞轮和更小的前链环，以提供更佳
的爬坡性能。
另一方面，耐力架则更适合长途骑行和舒适性。
耐力架通常具
有更为舒适的几何设计，包括更短的上管和更长的头管，这有助于
减少骑行时对身体的压力，使得长时间骑行更为舒适。
此外，耐力
架通常也会采用减震技术，如减震座通和更宽的轮胎，以提供更好
的减震效果，减少对不平路面的震动，从而减轻骑手的疲劳感。
在选择公路车架时，需要根据个人骑行需求和习惯来进行选择。
如果你更注重爬坡和竞速，那么爬坡架可能更适合你；而如果你更
倾向于长途骑行和舒适性，那么耐力架可能更符合你的需求。
当然，最好的方式是通过实际骑行体验来选择最适合自己的车架类型。
总的来说，公路车爬坡架和耐力架各有其特点和优势，选择适合自己骑行需求的车架类型是最重要的。
希望这些信息能够帮助你更好地了解这两种车架类型。
自行车 车架 标准
自行车车架标准自行车车架标准。
自行车作为一种常见的交通工具，其车架作为支撑整车的重要部件，其标准显得尤为重要。
自行车车架标准主要包括材料、结构、尺寸等方面，下面将从这几个方面来详细介绍。
首先，自行车车架的材料是影响其质量和性能的重要因素。
目前常见的自行车车架材料主要有铝合金、碳纤维和钢材。
铝合金车架轻巧耐用，适合一般骑行和运动骑行；碳纤维车架轻量化和刚性化效果好，适合竞技性能要求高的自行车；而钢材车架韧性好，价格相对便宜，适合一般家用自行车。
因此，根据自行车的用途和预算，选择适合的材料是至关重要的。
其次，自行车车架的结构也是至关重要的。
合理的结构设计可以保证车架的强度和稳定性。
常见的车架结构包括三角形结构、悬臂结构等。
三角形结构是目前应用最广泛的结构，它能够有效地分散车身受力，提高整车的稳定性和安全性；而悬臂结构则常用于碳纤维车架上，能够减轻整车重量，提高车辆的灵活性。
因此，在选择自行车车架时，需要根据自己的需求和骑行习惯来选择合适的结构。
再次，自行车车架的尺寸也是需要考虑的因素。
不同身高的骑行者需要不同尺寸的车架才能够获得舒适的骑行体验。
一般来说，车架的尺寸包括车架的高度和长度。
车架的高度需要根据骑行者的身高来选择，一般来说，车架的高度应该使骑行者能够轻松站在地面上，同时保持一定的膝盖弯曲角度；而车架的长度则需要根据骑行者的臂长和躯干长度来选择，以保证骑行者能够舒适地骑行。
因此，在购买自行车时，需要根据自己的身高和体型选择合适尺寸的车架。
总的来说，自行车车架作为自行车的重要组成部分，其标准对于整车的性能和舒适性有着重要的影响。
选择合适材料、合理结构和合适尺寸的车架能够提高骑行的舒适性和安全性，因此在购买自行车时，需要认真考虑车架的标准，以确保选择到适合自己的自行车。
自行车车架材料
自行车车架材料自行车车架是自行车的骨架，它的材料选择对于自行车的性能和使用寿命有着至关重要的影响。
目前市面上常见的自行车车架材料主要包括铝合金、碳纤维和钢材。
每种材料都有其独特的特点和适用场景，下面将对这三种常见的自行车车架材料进行详细介绍。
铝合金是目前自行车车架最为常见的材料之一。
它具有较高的强度和刚性，同时重量相对较轻，使得自行车在行驶时更为稳定。
铝合金车架的制造工艺成熟，生产成本相对较低，因此在市场上占有较大的比重。
此外，铝合金车架还具有良好的抗腐蚀性能，能够在潮湿的环境下长时间保持良好的外观和性能。
因此，铝合金车架适合日常骑行和通勤，以及一般的休闲骑行。
碳纤维作为一种轻量化材料，近年来在自行车车架领域得到了广泛的应用。
碳纤维具有极高的强度和刚性，同时重量非常轻，因此能够有效地降低整车的重量，提高骑行的灵活性和舒适性。
此外，碳纤维具有优异的吸震性能，能够有效地减缓路面震动对骑手的影响，提高骑行的舒适性。
然而，碳纤维车架的制造工艺要求较高，生产成本也相对较高，因此价格较为昂贵。
碳纤维车架适合追求高性能、竞技骑行和长途骑行的骑手。
钢材车架是自行车车架最传统的材料之一。
钢材具有良好的韧性和抗冲击性，能够有效地吸收路面震动，提高骑行的舒适性。
同时，钢材车架的制造工艺相对简单，成本较低，因此价格相对较为亲民。
然而，由于钢材的密度较大，重量较重，使得整车的重量较大，影响骑行的灵活性和加速性能。
钢材车架适合追求复古风格、日常骑行和城市通勤的骑手。
综上所述，不同的自行车车架材料各有其独特的特点和适用场景。
在选择自行车车架时，骑手应根据自己的骑行需求和偏好，选择适合自己的车架材料。
同时，在购买自行车时，也应关注车架材料的质量和工艺，确保车架的安全性和可靠性。
希望本文对您选择自行车车架材料有所帮助。
电动自行车车架刚度与强度优化的设计方法
电动自行车车架刚度与强度优化的设计方法概述：电动自行车作为一种环保、经济、便捷的交通工具，越来越受到人们的青睐。
而对于电动自行车的车架设计来说，提高车架的刚度和强度是非常重要的，既能提高行驶的稳定性，又能保证骑行安全。
本文将介绍电动自行车车架刚度与强度优化的设计方法。
1. 材料选择与优化：在设计电动自行车车架时，选择和优化材料的强度是关键。
常见的材料选择包括钢、铝合金和碳纤维等。
钢材具有较好的强度和刚度，适用于提高车架的强度和刚度。
铝合金具有较低的密度和较高的强度，适用于减轻车架重量。
碳纤维具有较高的比强度和刚度，但价格较高，适用于高端电动自行车。
根据电动自行车的使用情况和预算，合理选择材料，并进行材料优化，以达到最佳的刚度和强度。
2. 结构设计与改进：除了材料的选择外，结构设计也是提高电动自行车车架刚度和强度的重要因素。
以下是一些常见的结构设计和改进方法：（1）三角形结构设计：三角形结构具有较高的刚度和强度，可有效抵抗外部力的影响。
在电动自行车车架的设计中，加入三角形结构可以提高车架整体的刚度和强度。
例如，在车架的关键部位加入三角形支撑结构，可以有效增加刚度和强度。
（2）管壁加厚：将车架管壁进行加厚可以提高车架的刚度和强度。
通过增加管壁的厚度，可以有效阻止车架在受力时的形变，提高整体的刚度和强度。
（3）加强关键部位：电动自行车车架的关键部位是容易受到力的影响的部位，例如连接部位和转向管。
加强这些关键部位，增加材料和结构的强度，可以有效提高整体刚度和强度。
（4）应力分析：在车架设计过程中，进行应力分析是非常重要的。
通过有限元分析等方法，可以评估车架在受力时的强度和刚度情况，从而优化设计。
在应力分析的基础上，对车架的刚度和强度进行优化，使其在承受外部力时具有更好的性能。
3. 基于仿真的优化设计：随着计算机仿真技术的发展，基于仿真的优化设计成为了一种高效且经济的方法。
在电动自行车车架设计中，可以使用有限元分析软件等工具进行仿真，通过对车架的刚度和强度进行模拟和分析，找到改进的方向和方法，并进行多次迭代，最终得到满足设计需求的优化方案。
自行车材料结构特点
自行车材料结构特点
自行车是一种常见的代步工具，其材料结构特点如下：
1. 车架：自行车的车架是整个车身的骨架，通常由铝合金、碳纤维等轻质材料制成。
这些材料具有高强度、耐腐蚀等特点，能够承受骑行时的各种冲击和压力。
2. 车轮：自行车的车轮一般由轮毂、轮胎和辐条组成。
轮毂通常采用铝合金或碳纤维等轻质材料制成，轮胎则使用橡胶等弹性材料制成，以提供良好的缓冲效果和抓地力。
3. 刹车系统：自行车的刹车系统包括手刹和脚刹两种类型。
手刹通常采用钢丝拉线式结构，脚刹则采用液压制动器或机械制动器等结构。
这些刹车系统需要具备高灵敏度和稳定性，以确保骑行安全。
4. 变速系统：自行车的变速系统包括变速器和链条两部分。
变速器通常采用齿轮传动结构，可以根据骑行速度和路况进行调节。
链条则需要具备高强度和耐磨性能，以确保骑行顺畅。
5. 座椅和把手：自行车的座椅和把手通常采用塑料或橡胶等材料制成，以提供舒适的骑行体验。
此外，一些高端自行车还会采用人体工学设计，以提高骑行效率和减少疲劳感。
总之，自行车的材料结构特点主要是轻量化、高强度、耐腐蚀等方面，以满足骑行者对于舒适性、安全性和经济性的需求。
随着科技的不断进步和发展，自行车的材料结构也在不断优化和完善。
山地车车架详解
山地车车架详解车架作用(1)在自行车王国中，山地自行车有着不可替代的地位。
它的种类、花样之繁多，是其他的车种所不可比拟的。
可是也正因为如此，许多入门的自行车爱好者并没有买到最适合他们自己的山地车。
（非狼便是如此）在我们周围经常可以看到这样的爱好者，他们看到FR或DH车看起来很COOL，就跑去买FR 和DH，完全没有考虑到自己只是公路骑行，结果因为FR和DH那过大的重量而叫苦不迭；又或者看到碟刹的外型很COOL，并且相对其他的刹车来说很贵，就以为碟刹一定很好，非碟刹不买。
这种盲目消费的最终结果就是资金和精力的大量浪费。
运动自行车的零配件无论是在使用设计上还是在搭配上都具有很强的针对性，涉及其中的原理和细节部分完全可以成为一门学问。
但是有一个不变的准则：适合自己。
如果不适合自己，那么无论是多么高档的零件，都不能发挥它的原有的作用。
那么如何选择适合自己的零配件，进而组装出适合自己的车子呢？首先让我们从车子的灵魂——车架谈起。
山地车车架完全手册车架的重要性在上文中我提到，车架是整个车子的灵魂，这种说法一点都不过分。
很多新手在装车的时候，往往有意或无意的忽视了车架的重要性。
他们考虑的是装什么XTR的套件，什么档次的前叉，等自己的预算用得差不多了，再去随便选购一个架子。
这种行为的直接结果就是整个车子看起来很高档，骑起来却不是那么回事。
症结何在呢？就是他们选购了不合适的架子。
山地车车架的重要性：1. 车架决定了车子的类型。
举个例子，如果你要组装一台DH车，你会不会去选购一个1400克的GIANT的XTC-TEAM呢？或者换句话说，你会不会在自己的轻量化的XC上装上一支DNM的行程长达20CM的双肩前叉？当然不会。
所以说，车架的类型也就决定了整个车子的类型。
2. 车架直接或间接的影响着车子的各个方面的性能。
什么影响着车子的操纵性？什么决定着车子的稳定性？什么决定着车子的转弯的快慢？什么决定着车子的舒适程度？是不是XTR的套件，是不是ROCKSHOX的前叉？是，但又不是。
自行车车架材料说明书
自行车车架材料说明书车架材料最早是使用铬钼钢，然后进化到使用铝合金，再然后是复合材料的使用如碳纤维。
厂商不断的在研发新材料配方，提升管件和结构设计能力，并创新加工技术。
为的就是让车架更轻、更强、更舒适和更美观。
目前，制造自行车车架的材料主要有以下几种：钢，铝合金，钛合金，镁合金，钪合金，碳纤维等等，一般市场上出现的车架主要有钢，铝合金，钛合金，碳纤维。
一、技术指标要了解这些材料的特性，就有必要知道一些基本的概念和参数。
1．强度（STRENGTH）假设挂在金属棒另一端的重量，重到足以使金属棒产生永久的变形，也就是说，当移开重物时，金属棒仍然呈现弯曲，无法完全回复原状，即所谓的降伏(yield)。
使材料达到降伏的力量因材料不同而不同，这就是所谓的强度。
强度和车架的耐用度相关但和骑乘品质无关。
强度(strength)由材料的降伏强度(yieldstrength)决定。
降伏强度和车架管材的品质、热处理制程及合金成份(某些品牌型式)有相当大的关系。
2．刚性(STIFFNESS)假设一根金属棒的一端固定在夹具上，另一端加上一定的重量使得这根金属棒暂时弯曲，当把那个重物移开时，金属棒立即回复原来的型状。
同样的重量加诸于不同材料时，会产生不同的弯曲程度，这就是刚性。
刚性影响车架的骑乘品质，因为车架最怕在正常骑乘时发生变型。
刚性决定于材料的弹性系数，而相当重要的是弹性系数和金属的品质及其合金的成份无关。
举例来说，所有种类的钢，基本上具有相同的弹性系数。
3．重量(WEIGHT)除了强度和刚性之外，重量也是一个议题。
和刚性一样，重量受到材料合金成份的影响相当轻微。
即便你的车架贴着"Lite Steel TM"(轻量化钢材)，事实上，所有的钢材几乎具有相等的重量。
以下就是我们常见的几种材料的一些特性要注意，刚性和重量及材料的品质、热处理或合金成份无关。
由上表中我们可以看出，我们用这几种材料做车架，在管材的形状和厚度相同的情况下，铝制车架的刚性只有钢制车架的三分之一，钛制车架也只有钢制车架的二分之一的钢性。
山地车架几何分类及优缺点
3. 安全性高：在极端路况下提供更好的保护。
3. 维护复杂：需要精确设定后减震器以达到最佳效果。
3. 维护简单：结构简单，保养和维护成本低。
4. 成本低：设计和用料相对简单，整车价格较低。
软尾车架（SOFT TAIL）
在后三角的座位支撑处有一个被动阻尼结构，类似于后减震 Nhomakorabea但效果较弱
1. 减震性较好：比硬尾车架能更好地过滤路面震动。
1. 重量稍重：比硬尾车架更重。
2. 控制性好：后轮与地面接触更紧密，操控性提升。
山地车架几何分类及优缺点
车架类型
描述
优点
缺点
硬尾车架（HARD TAIL）
后三角没有减震装置，直接用金属管材焊接而成
1. 重量轻：没有复杂的减震系统，使得整车更轻。
1. 减震性差：在崎岖路面行驶时后轮稳定性差，可能导致失控。
2. 刚性好：侧向刚性和扭转刚性优秀，踩踏效率高。
2. 舒适性差：直接传递路面震动给骑手。
2. 维护较复杂：需要更细致的调试和维护。
3. 踩踏效率较高：相比全减震车架，踩踏力量损失较少。
3. 价格较高：比硬尾车架稍贵。
全悬挂车架
前后轮都配备了减震器
1. 舒适性好：前后避震有效隔离路面震动，减轻骑手疲劳。
1. 重量重：设计复杂，重量较大。
2. 操控性强：抓地力好，在复杂路况下转向响应快，制动及时。
基于ANSYS自行车车架静强度有限元分析
基于ANSYS自行车车架静强度有限元分析摘要车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。
车架部件同时也是自行车上重要的承载部件，自行车所受到的各种载荷最终都传递给车架，因此，车架结构性能的好坏直接关系到骑乘者的安全和整车设计的成败。
通过有限元法对车架结构进行性能分析，在设计时考虑车架结构的优化，对提高整车的各种性能，降低设计与制造成本，增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。
大型通用有限元软件ANSYS凭借其强大的分析功能和高度可靠性，在结构静力分析和优化设计等方面具有无可比拟的优越性。
本文以某自行车车架结构为研究对象，通过对PROE和ANSYS软件的学习、消化与吸收，采用实体单元，对车架结构的有限元建模、车架结构的静态特性分析问题进行了研究。
以车架的静强度校核为研究载体，以车架结构的最优化为目标，以节约材料和减轻重量为最终目的，阐述了应用ANSYS进行结构优化设计的基本指导思想及方法步骤。
通过对某自行车车架结构的有限元仿真及结构优化，了解了有限元分析的思路和方法，阐述了有限元在自行车结构分析和优化中的重要意义，对车架的设计开发也具有重要的借鉴意义。
关键词：自行车车架；有限元分析；ANSYS；静强度Finite element analysis of the static strength bicycle framebased on ANSYSAbstractFrame constitute the basic components of bicycle structure, but also the skeleton and subject, the bicycle in other parts are directly or indirectly installed in the frame. Chassis parts are also important parts of the bicycle, bicycle was carrying loads were eventually to frame; therefore, the frame structure is directly related to the safety of riding and the success or failure of the whole design. Through the method of finite element analysis frame structure, performance in the design of optimized frame structure, to improve the performance of vehicle design and reduce manufacturing cost, strengthens the market competition has the extremely vital significance. The universal finite element software ANSYS relies on its strong analysis function and high reliability, in static structure analysis and optimization design has incomparable advantage. Based on a bicycle frame structure as the research object, by the learning ,digestion and absorption of ANSYS and PROE software, with solid element, the finite element modeling of frame structure , static characteristic analysis are discussed. In the frame of static intensity for research, based on the frame structure optimization for target, to save material and reduce weight as the final purpose, this expounds ANSYS for structure optimization design method and the basic guiding thought of the steps.Based on a bicycle frame structure finite element simulation and optimization of the structure ,this paper understands the thoughts and methods of the finite element analysis, describes the significance of finite element analysis in bicycle structure analysis and optimization, on frame design and development also has important significance.Keywords: Bicycle frame; Finite element; ANSYS; Static strength目录第一章绪论...............................................................................................................................- 1 -1.1研究背景与意义 (1)1.2研究的内容和方法 (2)1.3本章小结 (3)第二章自行车车架有限元分析模型的建立...........................................................................- 4 -2.1三维实体模型的建立 (4)2.1.1 PROE简介.............................................................................................................- 4 -2.1.2 车架三维模型分析.................................................................................................- 5 -2.1.3 车架三维实体模型的建立与修改............................................................................- 5 -2.2有限元分析理论简介 (6)2.2.1 有限元的基本概念和原理 ......................................................................................- 6 -2.2.2 有限元方法的特点.................................................................................................- 7 -2.3ANSYS软件介绍 (8)2.3.1 ANSYS在有限元软件中的地位............................................................................- 8 -2.3.2 ANSYS的发展和特点..........................................................................................- 8 -2.3.3 ANSYS的分析步骤 .............................................................................................- 9 -2.4车架有限元模型的建立 (10)2.4.1 PROE和ANSYS接口的连接.............................................................................- 10 -2.4.2 单元类型的选择 ..................................................................................................- 15 -2.4.3 定义材料属性......................................................................................................- 15 -2.4.4划分网格..............................................................................................................- 16 -2.5有限元模型建立的步骤 (16)2.6本章小结 (21)第三章车架的加载和求解.....................................................................................................- 22 -3.1设定位移边界条件 (22)3.2设定载荷 (23)3.3求解 (24)3.4本章小结 (25)第四章车架有限元结果分析.................................................................................................- 26 -4.1查看分析结果 (26)4.2结果的分析 (28)4.3不同约束条件的对比 (29)4.4本章小结 (32)第五章全文总结.....................................................................................................................- 33 -致谢...........................................................................................................................................- 34 -参考文献：...............................................................................................................................- 35 -附录1：英文文献....................................................................................................................- 36 -附录2: 中文文献 ....................................................................................................................- 43 -第一章绪论第一章绪论1.1 研究背景与意义众所周知，我国是世界上自行车生产量和持有量最多的国家，是名副其实的自行车王国。
速比特碳架强度
速比特碳架强度随着科技的不断进步，碳纤维材料在各个领域得到了广泛的应用，特别是在自行车制造领域。
速比特碳架作为自行车的重要组成部分，其强度成为了人们关注的焦点之一。
那么，速比特碳架的强度到底如何呢？我们需要了解碳纤维材料的特性。
碳纤维材料具有轻质、高强度和高刚度的特点。
与传统的金属材料相比，碳纤维材料的密度更小，但却能提供更高的强度和刚度。
这使得碳纤维材料成为制造高性能自行车的理想选择。
速比特碳架的强度是由多个因素决定的。
首先是碳纤维的质量。
碳纤维材料的质量直接影响到碳架的强度。
高质量的碳纤维材料能够提供更高的强度和刚度，从而增加碳架的承载能力。
其次是碳纤维的层数和方向。
碳架通常由多层碳纤维布料叠加而成，每一层的方向可以根据需要进行调整。
通过调整碳纤维层的方向，可以增加碳架在不同方向上的强度，提高整体的抗弯和抗扭刚度。
除了碳纤维材料本身的特性外，碳架的设计和制造工艺也对其强度起着重要作用。
速比特作为一家专业的碳纤维自行车制造商，注重每一个细节，力求将碳架的强度发挥到极致。
他们采用先进的CAD 软件进行设计，通过模拟分析和优化设计，确保碳架在各种工况下都能够承受合理的载荷。
同时，速比特还采用了先进的碳纤维预浸技术和自动化生产线，确保碳架的制造质量和一致性。
在实际使用中，速比特碳架的强度得到了广大用户的认可。
他们赞扬碳架的刚性和稳定性，能够在高速骑行和激烈竞赛中保持稳定。
同时，碳架的轻量化设计也使得骑行更加轻松和舒适。
当然，作为一个复合材料，碳纤维材料也存在一些问题。
比如，碳架相对于金属架来说，容易受到外力冲击或者过度扭曲而产生损伤。
因此，速比特在设计碳架时，不仅考虑了强度的问题，还注重了碳架的耐久性和抗损伤性。
速比特碳架的强度是由多个因素共同决定的，包括碳纤维材料的质量、层数和方向，以及碳架的设计和制造工艺。
速比特作为一家专业的碳纤维自行车制造商，通过科学的设计和先进的制造工艺，成功地将碳架的强度发挥到了极致。
电动自行车车架的刚性与稳定性分析
电动自行车车架的刚性与稳定性分析随着人们对环境保护和交通工具效能的关注日益增加，电动自行车作为一种环保、便捷的交通工具，受到了越来越多的关注和使用。
在电动自行车的设计和制造过程中，车架的刚性和稳定性是至关重要的因素。
本文将对电动自行车车架的刚性和稳定性进行深入分析。
一、刚性分析刚性是指物体在受力作用下抵抗变形的能力。
在电动自行车的设计中，车架的刚性直接影响着整车的稳定性和骑行舒适性。
一个刚性良好的车架能够确保车身在行驶过程中不易发生变形和摇晃，保证骑行的稳定性和安全性。
1. 材料选择车架的刚性首先与材料的选择有关。
常见的车架材料包括铝合金、碳纤维和钢材。
铝合金具有较高的强度和刚性，重量相对较轻，适合制造轻便的车架。
碳纤维具有优良的刚性和抗拉强度，重量更轻，但也价格较高。
钢材则相对较重，但具有很高的强度和刚性。
根据电动自行车的使用需求和成本考量，选取合适的材料对于确保车架刚性非常重要。
2. 结构设计除了材料的选择，车架的结构设计也是影响刚性的重要因素。
在电动自行车的车架设计中，常见的结构形式有三角形结构和单管结构。
三角形结构由三根管子组成，形成一个稳定的三角形框架，能够有效地分散力量，提高车架的刚性和稳定性。
而单管结构，则只由一根管子构成，其刚性较弱，容易发生变形和扭曲。
为了进一步提高车架的刚性，可以在设计中增加螺栓和焊缝等连接方式。
螺栓连接方式能够确保车架的刚性和稳定性，同时方便拆卸和更换零部件。
焊接连接方式则可以提高车架的整体强度，降低材料损失和结构变形的风险。
二、稳定性分析稳定性是指物体在外界干扰作用下保持平衡的能力。
在电动自行车的设计中，稳定性的好坏直接影响着骑行的安全性和操控性。
1. 重心设计重心的位置是影响整车稳定性的关键。
如果重心过高，容易发生侧翻；如果重心过低，容易失去平衡。
在电动自行车的设计中，通过合理布置电动系统和电池等重要组件，可以调整车身的重心，提高整车的稳定性。
同时，合适的车轮尺寸和胎压也可以对稳定性产生影响。
山地车车架
山地车车架简介山地车车架是山地自行车的重要组成部分之一。
它是支撑整个车身结构的骨架，能够承受骑行过程中的各种力量和振动。
车架的设计和材质对骑行的舒适性、稳定性和耐久性有着重要影响。
本文将介绍山地车车架的主要类型、构造和材质，以及如何选择适合自己的车架。
主要类型1. 硬尾车架（Hardtail Frame）硬尾车架是指在后轮处不配备任何悬挂系统的车架。
这种车架相对简单，结构较为坚固，价格相对便宜。
硬尾车架适用于轻度山地车越野和公路骑行。
优点是刚性好，响应灵敏；缺点是在面对颠簸路面时会感受到更多的震动。
2. 全避震车架（Full Suspension Frame）全避震车架在前后轮都配备了悬挂系统，能够有效减震，提供更好的舒适性和控制性能。
全避震车架适用于较为恶劣的山地骑行和赛事。
优点是能够更好地适应复杂路况，在下坡和颠簸路面上更加稳定；缺点是相比硬尾车架更加昂贵。
构造和材质1. 车架构造山地车车架的构造通常包括上管、下管、座管、前叉和后摆臂等部分。
上管连接头管和座管，下管连接头管和后摆臂。
座管用于安装座垫，前叉连接前轮，后摆臂连接后轮。
2. 材质选择现代山地车车架主要有铝合金、碳纤维和钢材质。
•铝合金（Aluminum）是最常见的车架材料之一，它具有较好的刚性和轻量化特性，价格相对较低，适用于绝大多数山地车骑行。
然而，铝合金车架的耐久性相对较差，容易出现疲劳现象。
•碳纤维（Carbon Fiber）是一种轻量且高强度的材料，能够提供出色的减震效果和舒适性。
碳纤维车架重量轻、刚性好、耐久性强，但价格相对较高，需要进行维护和保养。
•钢材（Steel）是一种传统的车架材料，具有高强度和良好的耐久性。
钢材车架相对较重，但价格相对较低，适合用于旅行和轻度越野骑行。
如何选择适合的车架选择适合的山地车车架需要考虑以下几个方面：1.骑行目的：确定自己的骑行目标，是进行越野骑行、山地赛事还是日常健身，以此来选择硬尾车架还是全避震车架。
电动自行车车架静强度分析
Ｒｋ，立管Ｇ处也有弯矩，校核条件为：
闭合园形焊缝周长，Ａ为焊缝计算面积。
强度分析校核，所有杆件的危险截面应
Ｔ一：芸＋告＜［ｆ，】
因为下管与立管的焊缝周线形状复 杂．通常焊缝尺寸合理、焊得透、热影响 区小则焊接接头强度就好。如果用近似 的圆周线形状焊缝来代替复杂形状焊缝 进行强度校核，由于计算用焊缝闭合长
相对于结点Ｂ，下管与立管焊接处Ｇ 点，承受弯矩最大：
下管主要承受Ｍ。和轴向拉力Ｎ＝
万方数据
ＰｌＯＮＥＥＲＩＮＧ ＷＩＴＨ ＳＣｌＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＯＮＴＨＬＹ ＮＯ．１ ０ ２００５
１５５
ＩＤ Ｓ技术与基于ＨＴＴＰ隧道技术的攻击
郭辉
（中南民族大学 湖北 武汉４３００７０）
摘 要Ｈｔｔｐ隧道技术可以使用在８０号端口来接受和发送数据，从而不受防火墙的限制完成各 种Ｉｎｔｅｍｅｔ上的任务。分析了入侵检测系统对此进行攻击的不足，提供了如何防范这种攻击的手段。
应用技术
电动自行车架静强度分析
王世 民
（泰州职业技术学院 江苏 泰州 ２２５３００）
摘 要 电动自行车车架静强度分析，是在静力分析的基础上进行分析校核．包括对焊缝强度的校 核，这对合理选用材料、把握质量重点和提高产品安全·】生－ｇ－．有实际意义。
关键词 电动自行车静强度分析
根据《电动自行车架简化静力分析》 一文所选择的电动自行车车架形式（如 图１），及相关数据、材质和计算结果．已 经确定了此类型车架在实际使用中可能 产生断裂的危险截面分别在Ｂ、Ｇ点。根 据理论力学、钢结构理论的原理，对此类 型车架危险截面的静强度（包括焊缝强 度）进行分析校核，旨在对电动自行车车 架的生产中把握合理选材、技术质量要 点和确保安全性提供参考。
有限元分析强度分析(自行车车架力学实验关键承力结构)
有限元分析强度分析(自行车车架力学实验关键承力结构)机械1202 马也 3120301052引言：自行车的车身主要有前车架和后车车架组成，为了对已经制造出来的自行车进行承受能力实验，设计师专门针对这个分析设计了一套夹具(工装)，以便于自行车车架受力试验的进行。
试验中关键的部位是两个轴（图1中A和C两个位置），这两根曲轴是车架的受压试验直接着力点，设计要求前后支架载荷比例满足：1:1.43，并且要求前后轴受力在1000N以上。
设计师在设计时根据设计经验设计了一套架子（图1），但是不能确保两根轴的强度是否满足要求，因此采用有限元ANSYS对车架进行了力学分析和强度计算，对这个设计方案的可靠性验证具有重要参考意义。
图1 自行车受力架三维图分析思路：整个支架主要有前支架和后支架构成，分析对象为支架上的两根不同跨距的支杆，而支杆的强度只与杆上的载荷和接触有关，从图上也可以看出杆才是整个结构强度最弱的部位。
两根支杆和整个支架均采用普通不锈钢材料。
影响计算精度的最大影响因素为材料、网格、接触和约束。
在网格达到一定数量后，由于有限元的网格无关系，这时可以不用考虑网格的影响了，同种材料下的强度计算时，杆的接触设置是关键，这里采用No separation进行接触设置。
载荷以坐标分量的形式在Y轴（重力方向）分别施加不同的载荷，直至达到材料的屈服强度位置（材料一旦进入屈服，就会发生永久性的变形，此处为杆的弯曲）。
为了计算出结构的最大安全载荷，也就结果从弹性变形过渡到塑性变形的临界载荷，下面对两杆和支架分别进行了载荷计算，因为试算的次数比较多，因此工作量非常大。
在分别求出各杆的最大临界载荷后在整个支架模型上分别添加最大临界载荷，最后考察总体受力情况。
具体实现步骤如下“1双击ANSYS workbench启动按钮，启动ANSYS workbench如下图所示：2.ANSYS WORKBENCH启动后弹出工具栏如下图，双击Static Structural3. 双击Engineering Data设定材料属性,从通用材料库中选择不锈钢(Stainless Steel)，材料参数结果如下图所示。
折叠自行车强度检测
课程名称：实验固体力学实验题目：折叠自行车车架强度检测专业班级：工程力学0801小组成员：林骥蔡世臣提交时间：2011年6月21日背景调查：车架、前叉进行强度和耐久性试验的必要性车架、前叉作为自行车结构的骨骼，受力时要保持刚性和强度，不致变形和断裂，同时为了长期保持可靠的刚性和强度，必须在变载荷的作用条件下使强度极限和刚性有相当的富余。
自行车骑行时的轻快和灵活也需要结构刚性有明显的提高，以确保正常使用，这是因为自行车在骑行中由于受到道路环境和人体因素促成的纵弯、横弯、扭转等振动和反复载荷，其挠曲会影响骑行的功能。
车架失效分应力疲劳破坏和应变疲劳破坏2种，而经统计目前自行车车架主要是出现应力疲劳破坏，自行车骑行速度较快，骑行过程中，容易引起颠簸振动，加上频繁的刹车制动，产生瞬间的冲击作用，当这种瞬间的冲击力累积到一定的次数，如果车架不具有足够的强度，车架簿弱环节就会失效。
如果对自行车每个梁的每个结点和每条桁架都进行强度检测，工作量会比较大，为此我们先查阅了一些自行车车架的数值方法分析来缩小检测范围。
查资料得知，双三角形车架在强度和刚度上较其他车架更好。
下面讨论的都是双三角形结构的车架1．车架各管的内力主要是弯矩2．车架各管的内力按线性分布，最大弯矩在各管两端。
3．车架各管的内力按如下次序由大到小递减：下管、上管，前管、立管、平叉、立叉前管AC：压弯杆件。
危险截面在结点B处；下管BG：拉弯杆件．危险截面在结点G；立管ED：压弯杆件。
危险截面在结点G处；平叉DF．立叉EF，它们仅受轴力，而且不大，所以忽略不计。
如果只考虑一个人骑车，那么只有P1，P2两个主动力，车架中扭转力相比于弯矩和轴向力很小，可以忽略。
贴片：DE架承受着大部分人的压力，需要检测该处的抗压强度检测，采用半桥接法，应变片沿着轴向贴片，并最好铁成对称，可以起到温度补偿效果。
再根据上面所述，在B,G附近要着重检测抗弯性能和抗剪切性能，一B附近为例，抗弯时：贴片如图与轴线45度角，接桥按全桥连接。