電動(dòng)自行車鎂合金車架設(shè)計(jì)及有限元分析.pdf

1、電動(dòng)自行車行業(yè)最近十幾年的迅猛發(fā)展，為人們提供了一種輕便、節(jié)能、環(huán)保型的交通工具；同時(shí)，節(jié)能減排，提高性能已經(jīng)成為當(dāng)今交通行業(yè)發(fā)展的一種必然趨勢(shì)。車架作為電動(dòng)自行車的核心結(jié)構(gòu)件，采用輕量化材料能顯著減少電動(dòng)自行車的重量，有效地減少電能消耗，提高整車的行駛動(dòng)態(tài)性能和行駛里程。
　　本課題與某公司合作，對(duì)一款傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)電動(dòng)自行車車架進(jìn)行探索性的材料替代設(shè)計(jì)，為鎂合金在車架上的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　為此，按照原鋼結(jié)構(gòu)車架的總體尺寸及

2、裝配要求，針對(duì)鎂車架易于疲勞失效的問(wèn)題，提出了“型材與壓鑄過(guò)渡構(gòu)件結(jié)合的宏觀復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念”，對(duì)該車型的鎂合金車架進(jìn)行三維設(shè)計(jì)；然后，建立車架的服役力學(xué)模型，并對(duì)車架服役工況下的應(yīng)力、應(yīng)變變化規(guī)律及疲勞壽命分布及服役模態(tài)進(jìn)行有限元分析和校核；最后根據(jù)分析結(jié)果和成形工藝特點(diǎn)及品質(zhì)保障要求，完成車架的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本論文研究的主要結(jié)論有：
　　①據(jù)原電動(dòng)自行車的人體工程學(xué)尺寸、零配件裝配及鑄造工藝要求，用CATIA進(jìn)行三

3、維設(shè)計(jì)，構(gòu)建了首個(gè)擠壓型材和鑄件宏觀復(fù)合的鎂合金車架三維模型。
　?、诹⒘随V質(zhì)車架的服役力學(xué)模型，根據(jù)車架服役的強(qiáng)度和剛度要求，對(duì)應(yīng)力應(yīng)變及疲勞進(jìn)行了有限元分析和服役結(jié)構(gòu)優(yōu)化。優(yōu)化后的車架最大服役應(yīng)力低于40MPa，疲勞壽命10萬(wàn)次以上；剛度滿足安全駕乘要求。
　　③于服役力學(xué)模型，用有限元方法對(duì)鎂質(zhì)車架進(jìn)行了固有模態(tài)分析。結(jié)果表明：結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，車架的最低階固有頻率為122.4Hz，高于電動(dòng)自行車正常服役動(dòng)態(tài)激勵(lì)頻率，表明電