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基于有限元法的摩托车发动机悬挂板断裂分析
来源:摩托车技术  作者:佚名  2018-06-15 08:34:49



体育彩票36选7开奖 www.108i.com.cn     摘要:本文首先分析了某款摩托车发动机悬挂板结构发生断裂的原因以及受力情况。在此基础上,应用有限元分析理论模拟悬挂板在装配过程中和行驶时承受发动机振动加速度工况下的应力水平,找出强度不足的薄弱区域。依据分析结果提出相应的改进措施,并验证了该方案的可行性,解决了悬挂板断裂问题,以满足用户的使用要求。

    摩托车作为载人的交通工具,其可靠性能是产品品质至关重要的一个指标。而车身零部件的疲劳性能是整车可靠性的关键元素,任何一个构件尤其是功能件的损伤和破坏都会影响产品的品质,都会发生不可预测的后果。因此,分析研究车身零部件的强度和可靠性,对提高产品质量的一致性、稳定性、可靠性和安全性具有非常重要的意义。
    本文所研究的发动机悬挂板,在以往的摩托车车身零部件CAE分析中仅作为连接件与车架一同分析,而忽略了其装配和使用的特殊性进行单品模拟分析。其结构设计主要还是根据设计师的工程经验并参考相关车型结构设计而成,这种方式具有一定的盲目性和被动性,不能事先预测产品的寿命和可靠性,可能出现早期断裂的现象。采用CAE分析技术模拟发动机悬挂板的强度,可以为前期零件设计与改进提供理论参考依据。
    本文以某款车型的发动机悬挂板作为分析对象,依据断裂形式分析结构发生断裂的原因。在此基础上,运用有限元技术建立合理的力学模型,分析该结构在装配位移和发动机振动工况下的受力情况,找出强度不足的薄弱区域,提出相应的改进措施,并验证该方案的可行性,以提高发动机悬挂板的强度性能,解决结构断裂的问题,从而来满足用户的使用要求。

    2 结构特点与断裂分析
    本文分析选用的结构是弯梁车的发动机悬挂结构,该发动机仅通过左右悬挂板的上下装配点与整车相连,与以往的弯梁车相比取消了上悬挂点,其结构如图1所示。

    该车用户在使用过程中,发现车架在发动机悬挂板处发生断裂现象,具体断裂情况如图2所示。

    根据断口特征,该断裂为疲劳断裂。该处所承受的载荷主要包含2个,一是在发动机安装过程中由开档间隙产生的预紧力,另一个是摩托车行驶过程中所承受的发动机不平衡冲击。针对悬挂板断裂问题,根据结构所承受的载荷情况,初步分析可能是由以下两个主要原因形成。
    a)悬挂板与发动机安装点之间间隙过大,造成预紧过程中悬挂板产生过大的塑性变形,因此材料边缘产生微裂纹,从而使结构抗疲劳能力变差产生早期断裂现象。
    b)用户在使用过程中,发动机一般工作在高转速状态,发动机振动激励在悬挂板上产生周期应力变化,从而产生疲劳破坏。
    根据上面的断裂原因分析,下面分别从左右悬挂板开档间隙和发动机振动激励两个受力状态进行强度分析。

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