某型摩托車車架結(jié)構(gòu)強度分析（本科畢業(yè)論文設(shè)計）.doc
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某型摩托車車架結(jié)構(gòu)強度分析（本科畢業(yè)論文設(shè)計）,摘要為保證摩托車的良好安全性、行駛平順性和通過性，降低摩托車開發(fā)的成本和提高摩托車開發(fā)的效率，減少不必要樣車的試驗環(huán)節(jié)，為此對影響摩托車性能的關(guān)鍵部件——車架采用ansys軟件進行了強度以及動態(tài)特性的分析本文在ug軟件建立車架的三維模型的基礎(chǔ)上，利用有限元原理以及ansys軟件對jh100-5型摩托車車架進行強度分析，...
內(nèi)容介紹
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摘 要
為保證摩托車的良好安全性、行駛平順性和通過性，降低摩托車開發(fā)的成本和提高摩托車開發(fā)的效率，減少不必要樣車的試驗環(huán)節(jié)，為此對影響摩托車性能的關(guān)鍵部件——車架采用ANSYS軟件進行了強度以及動態(tài)特性的分析
本文在UG軟件建立車架的三維模型的基礎(chǔ)上，利用有限元原理以及ANSYS軟件對JH100-5型摩托車車架進行強度分析，主要進行了靜態(tài)應(yīng)力、應(yīng)變分析以及自由模態(tài)分析，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)以及圖形顯示
論文主要研究工作如下：
①在JH100-5摩托車車架的實體模型的基礎(chǔ)上，建立車架幾何模型（本文運用UG軟件建立模型,再導(dǎo)入ANSYS）。在幾何模型的基礎(chǔ)上，用殼單元對該車架進行離散，得出了一種切實有效的車架有限元模型；
②分析研究車架在靜態(tài)和動態(tài)情況下的邊界條件，運用得到的結(jié)論對車架施加載荷和約束；
③對該車架的有限元模型進行自由模態(tài)分析，求得其的固有頻率和振型，并對車架的動態(tài)特性做出簡要評估，分析可能引起車架振動的固有頻率；
④對車架的有限元模型進行了靜強度分析，得出了車架的最大應(yīng)力處，并進行了強度校核。結(jié)果顯示該車架在靜態(tài)滿載工況下，不存在強度問題。
⑤對摩托車車架的性能問題進行了簡要的分析，并提出了一些改善結(jié)構(gòu)強度和減振的措施。
關(guān)鍵詞:摩托車，振動，有限元法，靜強度分析，模態(tài)分析
ABSTRACT
With view to ensuring motorcycle's the qualities of security, stabilization and passage, reducing the cost of motorcycle's development, raising the efficiency of motorcycle's production, decreasing unnecessary number the of model's experiment, the author made the best of the theory of finite element and applied ANSYS to analyzing the motorcycle's frame that it is the primary component leading to motorcycle's inactivation and traffic accident.
Basing on the motorcycle's frame mode of UG, making the use of the theory of finite element and applied ANSYS to analyze it, the dissertation include static stress, deformation and dynamic characteristics, analysis' data, and dynamic display.
The paper’s major work is:
① Built the frame’s geometrical model(using UG software built the planar model ,then induct to ANSYS ) based on the dummy of the frame of JH100-5. Discretize the frame with shell cell based on the geometrical model to get the FEA model;
② Analyze the boundary condition of the instance of static state and dynamic.And use the conclusion to applicate load and constraint;
③ Analyze the free modality of the FEA model to got out the originality frequency and mode shape. And eva luate the dynamic characteristics of the frame. And analyze the originality frequency which can cause vibrating;
④ Analyze the structural strength of the FEA model to find out the part of the max stress,and check the intensity. The result displays that there is no problem when the frame is on the full load.
⑤ Analyze the performance of the frame briefly, and put some measures to improve the structural strength and damp.
Key word: motorcycle, vibration, FEA, static strength analysis, modal analysis
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 背景以及國內(nèi)外現(xiàn)狀 1
1.2 本課題研究的主要內(nèi)容 2
2 有限元法的基本原理 3
2.1 有線單元法的基本概念 3
2.2 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的有限單元法 3
2.2.1 ANSYS特點及應(yīng)用領(lǐng)域 4
2.2.2 ANSYS在靜力和動力上的應(yīng)用 5
2. 2. 3 ANSYS軟件使用方法簡介 5
3 車架受力分析及有限元模型建立 7
3.1 車架設(shè)計方法概述 7
3.2 車架的受力分析 7
3.3 幾何模型建立過程 8
3.4 有限元模型的建立 9
3.4.1車架有限元模型基本單元的選擇 10
3.4.2所選有限元模型基本單元的簡介 10
3.4.3有限元模型的建立 12
4 車架有限元模態(tài)分析 13
4.1 車架結(jié)構(gòu)振動的基本方程 13
4.2模態(tài)提取方法 14
4.3 車架的有限元模態(tài)計算 15
4.3.1 邊界條件的確定 15
4.3.2 計算頻率范圍的選取 15
4.3.3 計算結(jié)果 16
4.4 車架模態(tài)有限元分析 17
4.5車架模態(tài)分析結(jié)論 24
5 車架靜態(tài)有限元分析 26
5．1靜力學(xué)分析的相應(yīng)處理 26
5.1.1靜力學(xué)分析模型的建立 26
5.1.2 施加載荷 27
5.2 車架的靜力分析 28
5.3 車架應(yīng)力及變形分析 31
5.3.1 車架應(yīng)力分析 31
5.3.2 車架變形分析 31
5.4 分析結(jié)果校核 32
5.4.1車架的材料特性 32
5.4.2、許用安全系數(shù) 32
5.5 對車架的強度分析的評價 32
6 摩托車車架的改進 33
6.1 強度改進 33
6.1.1車架強度概述 33
6.1.2改進強度的措施 33
6.2振動問題解決 34
6.2.1振動概述 34
6.2.2減振措施 34
6.2.3減震器分類 35
6.3JH100-5車架結(jié)構(gòu)改進 35
6.3總結(jié) 35
7 結(jié)論 36
7.1 本論文的成果 36
7.2 本文的不足 36
參考文獻 37
為保證摩托車的良好安全性、行駛平順性和通過性，降低摩托車開發(fā)的成本和提高摩托車開發(fā)的效率，減少不必要樣車的試驗環(huán)節(jié)，為此對影響摩托車性能的關(guān)鍵部件——車架采用ANSYS軟件進行了強度以及動態(tài)特性的分析
本文在UG軟件建立車架的三維模型的基礎(chǔ)上，利用有限元原理以及ANSYS軟件對JH100-5型摩托車車架進行強度分析，主要進行了靜態(tài)應(yīng)力、應(yīng)變分析以及自由模態(tài)分析，得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)以及圖形顯示
論文主要研究工作如下：
①在JH100-5摩托車車架的實體模型的基礎(chǔ)上，建立車架幾何模型（本文運用UG軟件建立模型,再導(dǎo)入ANSYS）。在幾何模型的基礎(chǔ)上，用殼單元對該車架進行離散，得出了一種切實有效的車架有限元模型；
②分析研究車架在靜態(tài)和動態(tài)情況下的邊界條件，運用得到的結(jié)論對車架施加載荷和約束；
③對該車架的有限元模型進行自由模態(tài)分析，求得其的固有頻率和振型，并對車架的動態(tài)特性做出簡要評估，分析可能引起車架振動的固有頻率；
④對車架的有限元模型進行了靜強度分析，得出了車架的最大應(yīng)力處，并進行了強度校核。結(jié)果顯示該車架在靜態(tài)滿載工況下，不存在強度問題。
⑤對摩托車車架的性能問題進行了簡要的分析，并提出了一些改善結(jié)構(gòu)強度和減振的措施。
關(guān)鍵詞:摩托車，振動，有限元法，靜強度分析，模態(tài)分析
ABSTRACT
With view to ensuring motorcycle's the qualities of security, stabilization and passage, reducing the cost of motorcycle's development, raising the efficiency of motorcycle's production, decreasing unnecessary number the of model's experiment, the author made the best of the theory of finite element and applied ANSYS to analyzing the motorcycle's frame that it is the primary component leading to motorcycle's inactivation and traffic accident.
Basing on the motorcycle's frame mode of UG, making the use of the theory of finite element and applied ANSYS to analyze it, the dissertation include static stress, deformation and dynamic characteristics, analysis' data, and dynamic display.
The paper’s major work is:
① Built the frame’s geometrical model(using UG software built the planar model ,then induct to ANSYS ) based on the dummy of the frame of JH100-5. Discretize the frame with shell cell based on the geometrical model to get the FEA model;
② Analyze the boundary condition of the instance of static state and dynamic.And use the conclusion to applicate load and constraint;
③ Analyze the free modality of the FEA model to got out the originality frequency and mode shape. And eva luate the dynamic characteristics of the frame. And analyze the originality frequency which can cause vibrating;
④ Analyze the structural strength of the FEA model to find out the part of the max stress,and check the intensity. The result displays that there is no problem when the frame is on the full load.
⑤ Analyze the performance of the frame briefly, and put some measures to improve the structural strength and damp.
Key word: motorcycle, vibration, FEA, static strength analysis, modal analysis
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 背景以及國內(nèi)外現(xiàn)狀 1
1.2 本課題研究的主要內(nèi)容 2
2 有限元法的基本原理 3
2.1 有線單元法的基本概念 3
2.2 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的有限單元法 3
2.2.1 ANSYS特點及應(yīng)用領(lǐng)域 4
2.2.2 ANSYS在靜力和動力上的應(yīng)用 5
2. 2. 3 ANSYS軟件使用方法簡介 5
3 車架受力分析及有限元模型建立 7
3.1 車架設(shè)計方法概述 7
3.2 車架的受力分析 7
3.3 幾何模型建立過程 8
3.4 有限元模型的建立 9
3.4.1車架有限元模型基本單元的選擇 10
3.4.2所選有限元模型基本單元的簡介 10
3.4.3有限元模型的建立 12
4 車架有限元模態(tài)分析 13
4.1 車架結(jié)構(gòu)振動的基本方程 13
4.2模態(tài)提取方法 14
4.3 車架的有限元模態(tài)計算 15
4.3.1 邊界條件的確定 15
4.3.2 計算頻率范圍的選取 15
4.3.3 計算結(jié)果 16
4.4 車架模態(tài)有限元分析 17
4.5車架模態(tài)分析結(jié)論 24
5 車架靜態(tài)有限元分析 26
5．1靜力學(xué)分析的相應(yīng)處理 26
5.1.1靜力學(xué)分析模型的建立 26
5.1.2 施加載荷 27
5.2 車架的靜力分析 28
5.3 車架應(yīng)力及變形分析 31
5.3.1 車架應(yīng)力分析 31
5.3.2 車架變形分析 31
5.4 分析結(jié)果校核 32
5.4.1車架的材料特性 32
5.4.2、許用安全系數(shù) 32
5.5 對車架的強度分析的評價 32
6 摩托車車架的改進 33
6.1 強度改進 33
6.1.1車架強度概述 33
6.1.2改進強度的措施 33
6.2振動問題解決 34
6.2.1振動概述 34
6.2.2減振措施 34
6.2.3減震器分類 35
6.3JH100-5車架結(jié)構(gòu)改進 35
6.3總結(jié) 35
7 結(jié)論 36
7.1 本論文的成果 36
7.2 本文的不足 36
參考文獻 37
