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125cc摩托车整车减振分析

作　者: 郭师峰
导　师: 徐中明
学　校: 重庆大学
专　业: 车辆工程
关键词: 摩托车模态分析振动平顺性优化
分类号: U483
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 312次
引　用: 1次
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内容摘要

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。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 引言  9
  1.2 国内外研究现状  9-11
  1.3 研究方法  11-14
    1.3.1 有限元方法  11-12
    1.3.2 实验模态分析技术  12
    1.3.3 虚拟样机技术  12-13
    1.3.4 车辆的乘坐舒适性  13-14
  1.4 本文的研究目的和主要工作  14-15
2 摩托车车体的动态特性分析和改进  15-36
  2.1 引言  15
  2.2 模态分析理论  15-18
    2.2.1 传递函数的表示  16-17
    2.2.2 模态分析的两种实现途径  17-18
  2.3 计算模态分析  18-23
    2.3.1 模态分析的软件介绍  18-19
    2.3.2 摩托车车体有限元模型的建立  19-20
    2.3.3 车架自由模态分析  20-22
    2.3.4 车架挂发动机自由模态分析  22-23
  2.4 车体实验模态分析  23-30
    2.4.1 测试系统  24-25
    2.4.2 模态参数的识别  25-26
    2.4.3 车架实验模态分析  26-28
    2.4.4 车架挂发动机实验模态分析  28-30
  2.5 车体结构模态分析对比  30-31
  2.6 摩托车车体动态特性分析与改进  31-35
    2.6.1 路面激励对车体动态特性的影响  31-32
    2.6.2 发动机激励对车体动特性的影响  32-33
    2.6.3 车架的改进  33-34
    2.6.4 改进前后车体的模态对比  34-35
  2.7 小结  35-36
3 基于发动机平衡轴的摩托车减振分析  36-48
  3.1 引言  36
  3.2 多体动力学软件ADAMS 的介绍  36-38
    3.2.1 模块划分和建模步骤  36-37
    3.2.2 支持ADAMS 的多刚体系统动力学理论  37-38
  3.3 单缸内燃机的曲柄连杆机构运动和惯性力分析  38-41
    3.3.1 曲柄连杆机构的运动学分析  38-39
    3.3.2 曲柄连杆机构惯性力分析  39-41
  3.4 单缸内燃机惯性力平衡分析  41-43
  3.5 曲柄连杆机构的多体动力学模型的建立  43-45
    3.5.1 曲柄连杆机构几何模型的建立  43
    3.5.2 动力学仿真分析  43-45
  3.6 平衡轴的减振分析  45-47
    3.6.1 带平衡轴的发动机动力学模型的建立  45-46
    3.6.2 平衡轴减振分析  46-47
  3.7 小结  47-48
4 刚柔耦合的摩托车整车多体动力学模型的建立  48-56
  4.1 引言  48
  4.2 刚柔耦合系统动力学  48
  4.3 摩托车刚柔耦合多体动力学模型的建立  48-54
    4.3.1 摩托车多体动力学模型的假设和简化  48-49
    4.3.2 摩托车柔性车架的生成  49-50
    4.3.3 “人体—座椅”二自由度假人模型的建立  50-51
    4.3.4 轮胎模型的建立  51
    4.3.5 悬架，座垫，轮胎参数  51
    4.3.6 发动机激励的确定  51-52
    4.3.7 路面激励的建立  52-54
  4.4 摩托车整车刚柔耦合动力学模型的建立  54-55
  4.5 小结  55-56
5 摩托车振动舒适性分析与优化  56-70
  5.1 引言  56
  5.2 摩托车振动舒适性的评价方法  56-59
  5.3 摩托车的振动舒适性分析  59-61
    5.3.1 试验条件的确定  59
    5.3.2 振动舒适性分析  59-61
  5.4 基于优化发动机安装角度的摩托车振动舒适性改进  61-64
    5.4.1 发动机安装角度优化分析  61-63
    5.4.2 优化前后对比  63-64
  5.5 基于悬架和座垫参数的摩托车振动舒适性优化分析  64-69
    5.5.1 正交试验技术  64-65
    5.5.2 试验方案的确定  65-66
    5.5.3 正交试验结果分析  66-69
  5.6 小结  69-70
6 结论与展望  70-72
  6.1 结论  70
  6.2 后续工作展望及建议  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
附录  76-78
  A. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目  76
  B. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文  76-78

125cc摩托车整车减振分析

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