某摩托车结构疲劳寿命分析.pdf

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1、第40卷第5期2011年10月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUsTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．40No．5Oct．20ll某摩托车结构疲劳寿命分析+黄泽好孙章栋鲁旭升肖荣基(重庆理工大学汽车学院重庆400050)摘要：以某摩托车数字样机为基础，在Hypermesh中建立了车架的有限元模型，利用MSC．Nastran进行了车架模态分析，得到车架的模态结果文件和模态中性文件．利用车架的模态中性文件以及整车CAD模型。在ADAMS中形成虚拟整车台架试验的多体动力学模型，并进行了仿真，得到车架各阶模态对应的应力形状时间历程文件。在MSC．Fa

2、tigue中读入车架模态结果文件和车架应力形状时问历程文件计算出了车架的疲劳寿命。关键词：摩托车结构疲劳寿命数字样机MSC．Fatigue中图分类号：U483文献标识码：A文章编号：1671—0630(201lJ05—0023一04FatigueLifeAnalysisofAMotorcycleStructureHuangZehao，SunZhangdong，LuXusheng，XiaoRongjiChongqingUniversityofTechnology(Chongqing，400050，China)Abstract：ThefiniteelementmodeliSestab

3、lishedinHypermeshonthebasisofamotorcyclemodel．There-suhfileofthemodalanalysisandmodalneutralfileofmotorcyclestructureaxegeneratedthroughmodalanaly-sisinNastran．Thenarigid—flexiblecouplingmuhi—bodydynamicsmodeliscreatedinADAMSbyusingthemodalneutralfileandtheCADmodelofmotorcycle．DACfilesofbodya

4、xegeneratedaftermulti—bodydynam—icsanalysis．InMSC．Fatigue，thefatiguelifeanalysisofthestructureisexecutedusingtheresultfileofthemodalanalysisandDACmodefile．Keywords：Motorcyclestructure，Fatiguelife，Virtualprototype，MSC．Fatigue引言摩托车行驶过程中主要受到来自路面和发动机的激励，车架承受着行驶过程中的动载荷和静载荷¨o。承受交变载荷的结构都会产生疲劳，由此带来的疲

5、劳破坏会带来巨大的损失。车架及后叉作为摩托车的主要承载构件，要承受交变载荷的作用，因此也要进行疲劳寿命分析。目前，摩托车疲劳寿命的评价主要靠台架试验和道路试验。试验周期长，费用高。随着计算机技术的·基金项目：重庆市教委科研基金资助项目(K1090610)。作者简介：黄泽好，男，教授。硕士生导师，研究方向为汽车测试技术。发展，有限元技术在现代摩托车产品开发中发挥着越来越重要的作用，几乎贯穿了摩托车设计的全过程。采用CAE技术，可以大大缩短摩托车的开发周期，降低开发成本，提高设计质量旧J。l摩托车车结构的模态分析1．1摩托车车架及后叉有限元建模基于HyperMesh建立摩托车车架的有

6、限元模型，在充分考虑计算精度与计算时间平衡的前提下，摩托车车架决定目标网格尺寸取4ram。网格划分后，单元24小型内燃机与摩托车第40卷总数为49616个，节点数为49107个，其中三角形单元2136个，占总单元的4．3％，，符合三角形单元的比例要求。摩托车后叉决定目标网格尺寸取3mm。网格划分后，单元总数为21561个，节点数为21265个，其中三角形单元441个，占总单元的2．1％，，符合三角形单元的比例要求。车架及后义材料选用优质碳素钢，弹性模量为210GPa，密度为7800kg／m’，泊松比为0．3。1．2摩托车车架及后叉的模态分析在车架有限元模型的基础上，利用MSC．N

7、astran进行了车架模态分析，得到车架模态结果文件(op2文件)和模态中性文件(．mnf文件)。车架模态结果文件包含车架前34阶模态应力结果，如图1所示，显示车架第一阶模态应力结果。图1车架一阶模态应力结果同理得到后叉模态结果文件和模态中性文件(．mnf文件)。包含后叉前40阶模态应力结果，如图2所示，显示后叉第一阶模态应力结果。图2后叉一阶模态应力结果有限元计算是实模态，没有考虑阻尼，而试验模态考虑了阻尼作用，为复模态，但是车架是小阻尼结构，理论上的差值并不大。由表1看出，前