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摩托车动态设计及其性能评价方法研究

杨仕  
【摘要】: 由于缺乏技术和品牌等深层次竞争资源,中国制造业在全球制造业生产链中处于低端。我国的摩托车产量居世界第一,但其性能与日、美、欧等摩托车还有较大的差距。虽然多年以来合资和技术引进,但还不完全具有独立自主开发高性能摩托车产品的能力。动态设计的目的是使设计产品不仅获得满意的性能指标,还要能安全、耐久的工作。 论文以国家自然科学基金项目“基于集成产品模型的可重用设计理论和方法研究”(50375161),重庆市科技攻关项目“摩托车产品智能化开发技术研究”(7823 -10),重庆宗申集团技术攻关项目“VG200发动机降振”为支撑,以摩托车为研究对象,对综合动态仿真与试验技术进行了深入的研究,主要内容有以下几个方面: 1)制定出了适应动态设计方式的摩托车设计流程。将动态设计方法贯穿在整个设计流程中,使设计者在设计之初就能把握产品的性能。 2)研究了摩托车设计集成模型,提出了一种基于配置的信息集成模型的层次结构和表达方式。通过设计者的合理配置组合,形成动态设计所需的摩托车模型。动态分析的结果用于辅助试验,试验结果用以验证分析模型,实现分析与试验的协同。 3)分析了发动机的惯性力、惯性力矩,并研究了发动机惯性力的平衡方法。研究了发动机正交弹性悬挂、发动机非完全正交弹性悬挂的计算方法,研究了发动机刚性悬挂与车架的匹配问题。结果表明,发动机单轴平衡可以有效降低发动机的惯性力;发动机弹性悬挂可以有效隔离发动机对车架的激振;激振力的方向对摩托车车架的振动影响较大,用车架动态分析方法可以实现车架-发动机系统的匹配。 4)建立了摩托车悬架系统动力学分析模型,进行了摇架运动、受力分析、整车的飞车分析。建立了ZS250GS型摩托车整车的有限元分析模型,进行了固有频率、模态、发动机刚性和弹性悬挂下的谐响应分析。实测ZS250GS型摩托车的振动,得到与谐响应分析一致的结论。 5)探讨了摩托车平顺性CAE仿真、主观(感觉)、客观(物理量)等评价方法。研究了模糊绝对主观评价方法、模糊相对主观评价方法。提出的一种体验模糊主观评价方法可以快速评价摩托车的平顺性。综合运用国家相关标准并结合摩托车特点,制定了一种摩托车平顺性客观评价方法,并将客观评价与主观评价联系了起来。将这些评价方法在ZS250GS型摩托车上予以了实施。


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