发动机的激励频率可以按下式计算：

    其中： f为激励频率；Z为内燃机的气缸数；E为发动机的冲程数；N为发动机每分钟转数。
    该款摩托车配挂的发动机为单缸四冲程发动机，怠速为1 650 r/min，常用转速段为4 000～6 000 r/Min，最高转速9 000 r/min。因此该款发动机怠速激励频率为13.75 Hz，常用转速段的激励频率为33.3～50Hz，最高转速对应的激励频率为75 Hz。与CAE计算得到的车架固有频率比较来看，车架的第一阶频率为82.8 Hz，高于发动机的所有的激励频率，故因发动的激励引起的车架共振的概率较小，由于路面激励频率一般在3 0 Hz以下，所以车架的模态符合设计要求。

    3 车架轻量化及性能评价
    轻量化设计是衡量设计水平高低的重要评价指标之一，采用轻量化设计的车架既能保证在使用材料较少的情况下，又能保证整个车架强度、刚度及模态等性能指标满足要求，从而实现降低成本的目标。本文采用Altair公司的Opstruct模块下的尺寸优化为工具以车架主要管材（板材）的壁厚为设计变量，分别以不大幅度降低零部件的刚度及模态指标为约束条件，以质量最小化为优化目标，进行尺寸优化。管材及板材的编号见图8。

    对以弯曲刚度为约束条件的优化计算时，其约束条件转化为对加载点位移增加3％为上限，对扭转刚度则转化为对扭转角度增加3％为上限，对一阶模态频率为约束条件，则取减小3％为上限。通过以上优化分析，壁厚的最终取值，以均能满足上述约束条件的值为最优值。获得的优化前后壁厚对比见表5所示。

    将优化后的壁厚作为输入值，调整有限元模型，校核车架的刚度、强度及模态指标，各项性能指标对比见表6，从表6可以看出，各项性能指标的变化均在3％以内，车架的质量却减小了11%。

    4 结论
    以某款传统跨骑车为分析日标，利用有限元仿真技术，对其强度、刚度、模态及车架轻量化等方面进行了分析和评价，可为相关车架设计提供参考。
 

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