摘要：本文以某款跨骑车为例，采用CAE分析技术对摩托车车身结构特性的综合评价方法进行了研究。通过对摩托车车身结构的模态、强度、刚度，轻量化等性能进行了分析和评价，包括载荷及约束的设置，以及评价指标及其合理范围，可为相关车身研发提供参考。

    1 前言
    随着国民收入水平的不断提高，消费者对摩托车这种传统交通工具的性能要求也越来越高。同时CAE技术作为一种先进的辅助设计手段，在提升产品品质，缩短研发周期，降低研发费用等方面与摩托车研发设计阶段的结合度也越来越密切。本文以某款跨骑车为例，利用CAE分析手段，对车架的刚度、强度、模态，及轻量化进行了分析和评价。

    2 车架的刚度、强度及模态评价
    2.1有限元模型
      分析采用Altair公司的HyperMesh和HyperView作为前处理和后处理，采用MSC公司的Nasran为求解器。导入三维数字模型后，首先对几何模型进行适当的简化，如略去小的线夹、支承，忽略直径小于5mm的孔洞及倒角等小尺寸结构。由于分析对象跨骑式车架是由管材及各类辅助支承通过焊接而成，主体结构为薄壁结构，故有限元模型采用壳单元进行离散，单元采用以四边形单元为主，二角形单元为辅，同时对单元的质量进行检查及优化，使其符合表1的单元划分标准。零部件间的焊点采用cweld单元模拟，焊缝采用刚性RBE2单元模拟。

    2.2车架静刚度评价
    车架的刚度对行驶过程中的操纵稳定性及乘骑舒适性有着直接的关系，过低的刚度会使车架的变形加大，易引起共振及疲劳破坏，但过高的刚度，会导致车架对各种激励过干敏感，增加了驾驶的难度，对乘员的舒适性也不利。因此车架的设计，需要保证合适的刚度。车架的刚度一般分为扭转刚度和弯曲刚度，弯曲刚度的载荷及边界条件如图1所示，约束后摇臂轴孔的x、y、z方向的全部自由度，同时约束转向立管下缘中心的川句移动自由度；在转向立管中心施加一对垂直于xoz平面，大小相等，方向相等的力。扭转刚度的载荷及边界条件如图2所示，约束位置与弯曲刚度的设置保持一致；载荷施加与弯曲刚度不同的是在转向立管中心施加一对垂直于xoz平面，大小相等，方向相反的力。




    弯曲刚度的计算可以通过载荷与加载点在加载方向平均位移的比值计算得到，扭转刚度可通过加载力矩与加载点在加载方向形成的扭转角度的比值计算得到。车架静态刚度分析结果列于表2，可以看出，CAE分析车架的刚度与对标车型的车架刚度基本一致，满足设计要求。

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