125cc摩托车整车减振分析

论文摘要

摩托车的振动是影响摩托车乘坐舒适性和安全性的关键问题,如何解决摩托车振动,已成为各个摩托车厂家迫切需要解决的问题之一。本论文以振动理论、有限元分析理论和多体动力学理论为基础,以降低摩托车的振动为研究目标,分别从摩托车车架、发动机平衡轴、发动机安装角度、前后悬架、座垫参数出发,对某125摩托车进行系统的减振分析研究。本文采用仿真结合实验的方法对某125摩托车进行了全面的减振分析。首先,根据设计图纸在UG4.0的环境下,对车架、发动机、手把、前后悬架、后平叉进行三维实体建模;利用Hypermesh建立车架的有限元模型,结合有限元法和实验模态分析法对车架进行结构模态分析;针对车架挂发动机的结构动态特性分析,提出了简化、有效的建模方法—把发动机简化为具有质量和转动惯量的质量单元,通过RBE2单元与车架刚性连接;分析了发动机对车架动态特性的影响,并对车架挂发动机的模型进行了动态特性改进。将建立好的发动机三维模型,导入到ADAMS,根据各个部件的约束、运动关系建立了发动机的多体动力学模型。介绍了单缸发动机惯性力的来源以及相关的平衡理论,分析了平衡轴技术在单缸发动机减振中的作用。将装配好的整车三维模型导入到ADAMS中,考虑到实际工作中摩托车车架在受到外界激励时会产生变形,将刚性车架替换为通过Nastran生成的柔性车架;建立人体振动假人模型;建立了摩托车平顺性虚拟试验所需的路面谱文件;最后建立了某125摩托车“人体—座椅”系统刚柔耦合的多体动力学模型。对某125摩托车进行了平顺性仿真试验,并从发动机安装角度着手对手把处进行了振动优化分析;通过正交试验法从悬架、座垫参数方面对摩托车的振动舒适性进行了改进优化分析。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究方法
• 1.3.1 有限元方法
• 1.3.2 实验模态分析技术
• 1.3.3 虚拟样机技术
• 1.3.4 车辆的乘坐舒适性
• 1.4 本文的研究目的和主要工作
• 2 摩托车车体的动态特性分析和改进
• 2.1 引言
• 2.2 模态分析理论
• 2.2.1 传递函数的表示
• 2.2.2 模态分析的两种实现途径
• 2.3 计算模态分析
• 2.3.1 模态分析的软件介绍
• 2.3.2 摩托车车体有限元模型的建立
• 2.3.3 车架自由模态分析
• 2.3.4 车架挂发动机自由模态分析
• 2.4 车体实验模态分析
• 2.4.1 测试系统
• 2.4.2 模态参数的识别
• 2.4.3 车架实验模态分析
• 2.4.4 车架挂发动机实验模态分析
• 2.5 车体结构模态分析对比
• 2.6 摩托车车体动态特性分析与改进
• 2.6.1 路面激励对车体动态特性的影响
• 2.6.2 发动机激励对车体动特性的影响
• 2.6.3 车架的改进
• 2.6.4 改进前后车体的模态对比
• 2.7 小结
• 3 基于发动机平衡轴的摩托车减振分析
• 3.1 引言
• 3.2 多体动力学软件ADAMS 的介绍
• 3.2.1 模块划分和建模步骤
• 3.2.2 支持ADAMS 的多刚体系统动力学理论
• 3.3 单缸内燃机的曲柄连杆机构运动和惯性力分析
• 3.3.1 曲柄连杆机构的运动学分析
• 3.3.2 曲柄连杆机构惯性力分析
• 3.4 单缸内燃机惯性力平衡分析
• 3.5 曲柄连杆机构的多体动力学模型的建立
• 3.5.1 曲柄连杆机构几何模型的建立
• 3.5.2 动力学仿真分析
• 3.6 平衡轴的减振分析
• 3.6.1 带平衡轴的发动机动力学模型的建立
• 3.6.2 平衡轴减振分析
• 3.7 小结
• 4 刚柔耦合的摩托车整车多体动力学模型的建立
• 4.1 引言
• 4.2 刚柔耦合系统动力学
• 4.3 摩托车刚柔耦合多体动力学模型的建立
• 4.3.1 摩托车多体动力学模型的假设和简化
• 4.3.2 摩托车柔性车架的生成
• 4.3.3 “人体—座椅”二自由度假人模型的建立
• 4.3.4 轮胎模型的建立
• 4.3.5 悬架，座垫，轮胎参数
• 4.3.6 发动机激励的确定
• 4.3.7 路面激励的建立
• 4.4 摩托车整车刚柔耦合动力学模型的建立
• 4.5 小结
• 5 摩托车振动舒适性分析与优化
• 5.1 引言
• 5.2 摩托车振动舒适性的评价方法
• 5.3 摩托车的振动舒适性分析
• 5.3.1 试验条件的确定
• 5.3.2 振动舒适性分析
• 5.4 基于优化发动机安装角度的摩托车振动舒适性改进
• 5.4.1 发动机安装角度优化分析
• 5.4.2 优化前后对比
• 5.5 基于悬架和座垫参数的摩托车振动舒适性优化分析
• 5.5.1 正交试验技术
• 5.5.2 试验方案的确定
• 5.5.3 正交试验结果分析
• 5.6 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 后续工作展望及建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目
• B. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文