摩托车车架模态分析与验证

李 伟，涂 奎，李先文

(1.重庆交通大学 机电与汽车工程学院，重庆400074;2.隆鑫工业有限公司 技术中心，重庆400060)

摩托车在行驶时，主要受到路面和发动机激励。车架作为摩托车的骨架受到各种动载荷和静载荷，其振动特性直接影响整车的振动效果。随着摩托车行业技术以及用户对摩托车舒适性要求的提高，需要对车架的固有属性进行研究［1］。

模态分析是用来确定结构振动特性的一种技术，是所有动力学分析都要考虑的内容，通过它可以得到结构的自然频率、振型、振型参与系数等信息。模态分析的好处有:使结构设计避免共振或以特定频率进行振动(例如扬声器);使工程师可以认识到结构对于不同类型的动力载荷是如何响应的;有助于在其他动力分析中估算求解控制参数(如时间步长)。由于结构的振动特性决定结构对于各种动力载荷的响应情况，所以在准备进行其他动力分析之前首先要进行模态分析［2］。

针对隆鑫公司的某车架，运用理论和试验2种方法进行模态分析，得到车架的振动特性，并将2种方法的结果进行对比。

1 车架有限元模型的建立

摩托车车架主要由不同截面的管材和板材焊接而成，结构比较复杂［3］。在建立模型的过程中，由于各构件的厚度、壁厚相对于构件的长度来说很小，并且壳单元相对于实体单元计算速度更快、占用内存更少，而计算精度相差很小，从而采取抽取中面的方式建立了壳单元模型［4－8］。由于整个模型极度不规则，为了避免丢失模型的一些几何信息，并考虑计算机的机时，必须定义合理的单元尺寸。……