盘点摩托车车架疲劳有限元分析及寿命预估

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摩托车车架主要损坏形式是疲劳破坏，一般先在局部区域产生裂纹，然后裂纹扩展导致断裂，给人身安全带来严重威胁。疲劳强度及寿命预估是评价摩托车可靠性的重要因素之一，疲劳试验是评价车架疲劳强度的主要方法，通过对摩托车车架系统结构进行疲劳有限元分析及寿命预估，不但可以对现行摩托车剩余寿命进行评估，还能有效地指导新型摩托车的开发设计，具有十分重要的理论意义和用价值。有限元分析公司的相关知识也可以到网站具体了解一下，有专业的客服人员为您全面解读，相信会有一个好的合作！http://www.nataid.com/

摩托车车架系统承载全车和载荷的质量，以及摩托车在不平路面行驶时产生的冲击和振动载荷，其疲劳破坏形式属机械疲劳破坏。同时摩托车车架系统受到冲击和振动载荷都是随机的，在其结构内产生的交变应力也是随机的，没有固定的应力幅度和频率，因而属于机械随机疲劳。在设计摩托车车架系统时，出于安全考虑，一般其设计义应力都远小于材料的屈服极限，其使用寿命也要求较长，因此摩托车车架系统的疲劳属于高周疲劳。但在际过程中很难模拟随机路面的激励，摩托车车架疲劳试验机是在摩托车车架水平方向和垂直方向，施加对称或非对称循环激励载荷来模拟摩托车通过凸凹路面时给车架的冲击激励。根据疲劳累计损伤原理、国内外摩托车行驶的自身特点以及摩托车车架系统的疲劳类型一机械高周疲劳，建立了基于车架结构、材料疲劳属性和变幅载荷谱下摩托车车架及悬挂系统可靠性疲劳寿命预测模型。对某摩托车车架系统疲劳强度和疲劳寿命进行了预估，并在车架疲劳试验机上进行试验验证，为车架疲劳强度分析及寿命预估提供了理论依据。

对摩托车车架强度的考核主要通过整车的道路试验完成，因路试试验的条件、环境等因素使其与疲劳试验机相比开发周期延长，试验成本高且安全性差。因此开发针对我国摩托车际情况的疲劳试验机，制定相关试验规范和试验标准，以代替产品开发初期的路试试验，具有十分重要的际意义和经济效益。

在参照欧洲疲劳试验机的基础上，结合我国际情况，采用程序加载方式，通过对摩托车车架系统在水平、垂直和座垫方向加载的方式模拟摩托车通过凸凹路面时给车架的冲击激励：水平方向加载试验模拟摩托车在行驶的过程中遇到上台阶或凸台的情况；垂直方向加载试验模拟摩托车在行驶过程中遇到下台阶或者凹坑的情况；座垫方向加载试验模拟人在座垫上对车架的作用。

当摩托车在行驶过程中遇到上台阶或凸台时，前轮首先受到来自路面的冲击，前轮受到的冲击力F可以分解为水平方向的分力F。和垂直方向的分力F1，F。大部分被轮胎和减振等缓冲体所吸收，因此作用在车架上的力可以简化为水平方向的拉力F，在疲劳试验中通过施加水平方向的周期载荷激励模拟经过上台阶或凸台时车架受到的冲击，载荷及安装如图所示；当摩托车行驶过程中遇到下台阶或者凹坑时，后轮首先受到来自路面垂直向上的冲击F1，该冲击力不能完全被轮胎和减振等缓冲体所吸收，没有被吸收的F。就作用在车架上，在疲劳试验中通过施加垂直上拉的周期载荷激励模拟经过下台阶或凹坑时车架受到的冲击，冲击载荷及安装方式如图所示；摩托车行驶过程中还应该考虑到驾驶员及乘客对车架疲劳强度的影响，在疲劳试验中可以施加垂直下压周期载荷激励模拟人在座垫上对车架的作用，座垫方向的载荷及安装方式如图所示。