摩托車座墊底板的有限元分析及優(yōu)化設計.pdf

1、隨著國民經濟的快速發(fā)展,摩托車逐漸成為最重要的交通工具之一,同時,人們對整車的操縱穩(wěn)定性、行駛安全性和乘坐舒適性等性能也提出越來越高的要求。座墊底板作為摩托車的一個重要零部件,不僅需要支承騎乘者和乘員的質量,而且還需緩和、衰減由車身傳來的振動和沖擊,其結構的剛度、強度和動態(tài)特性等性能直接影響到整車的力學性能。因此,在改善結構力學性能的同時,對底板進行輕量化設計具有重要的理論意義和實用價值。
　　結構優(yōu)化技術是把最優(yōu)化理論與計算機技

2、術相結合的一種新型機械產品結構設計方法,通過分析運算來優(yōu)化產品結構的某些參數,從而改善結構的性能。本研究利用結構優(yōu)化技術對某型號摩托車座墊底板進行優(yōu)化,優(yōu)化后的底板在其結構的剛度、強度和動態(tài)特性等性能均得到明顯改善的同時,質量也有一定的減少,實現了輕量化設計。
　　本研究利用HyperWorks軟件,經過幾何清理、劃分網格和施加邊界條件等步驟建立某型號摩托車座墊底板的有限元模型,并分別在工況一、工況三和工況二下對底板進行靜力學分析

3、,得到各工況下的應力云圖和位移云圖,同時,對底板進行了模態(tài)分析,得到前六階模態(tài)的固有頻率和振型,了解了底板的靜動態(tài)結構性能,并找出底板結構的薄弱環(huán)節(jié),為后續(xù)的結構優(yōu)化打下良好的基礎。
　　考慮到拓撲優(yōu)化和形貌優(yōu)化的特點和作用,本文在底板的結構優(yōu)化中引入一種新的優(yōu)化方法——拓撲優(yōu)化和形貌優(yōu)化的組合優(yōu)化,組合優(yōu)化后的底板獲得了最優(yōu)的材料分布和加強肋布局,在剛度和強度等力學性能均有明顯改善的同時,質量減少10％,實現了底板的輕量化設計。