钻石型机车车架刚度之研究.PDF

鑽石型機車車架剛度之研究 指導教授: 張超群 學 生: 葉銘傑 日 期: 2011/05/04 大綱 前言 研究目的 研究方法 結果與討論 未來展望 前言  隨著引擎技術不斷的提升，機車正朝著 高速、高性能方向發展，此時機車車架 的好壞會直接影響整車性能。爲此，車 架必須有足夠的強度和剛度，也必須向 高強度和輕量化的方向發展，設計時必 須綜合考慮其結構強度、剛性、重量、 騎乘位置、操縱性、穩定性及車型等諸 多因素。 研究目的 根據不同的需求，機車車架種類大致有 搖籃式、環抱式、背脊式、鑽石型等， 每種車架都有其優缺點。 鑽石型機車車架 優點是結構較簡單、節省材料、製造成本降低、 質量輕 三陽野狼 車架底部少了底管支撐而剛性較差，在車輛行 駛過程當中引擎直接受到衝擊跟振動，而影響 引擎的性能。 剛度 所謂剛度(Stiffness)就是指物體變形的難 易程度，剛度較高，則相同受力下變形 較小。車架結構強度由其受力後所承受 的應力決定；而車架的剛度則由其受力 後的彎曲、扭轉變形程度決定。 車架剛度計算 車架剛度 無引擎 y A (mm) y B (mm) 剛度 扭轉剛度 0.35 1.68 374.5 ( N m/rad ) 10.53 14.18 3 ( N/m ) 彎曲剛度 242.7 ×10 有引擎 y A (mm) y B (mm) 剛度 扭轉剛度 0.24 -0.36 1103.2 ( N m/rad ) 6.32 6.47 3 彎曲剛度 468.8 ×10 ( N/m ) 研究方法(一) 有限元素法分析 利用Solid Works繪製鑽石型車架，首先 找市面上的一部三陽野狼125CC鑽石型 機車車架當參考基準，再對於車架尺寸 及重量進行量測，並依尺寸輔助繪製而 成。並將車架以PAPE檔和SAT檔儲存再 匯入有限元素分析軟體 ANSYS/WORKBENCH進行分析。 繪製圖 研究方法(二) 實驗模態分析 先在車架上標註上截取點的編號，整車 則擷取47點去做實驗分析，然後將車架 用彈簧掛固定於測試架上。測試點選好 後接上加速規與力錘(Hammer)接於 BK3560 分析儀上，力錘在分別在各 車架擷取點上敲擊，測試所得的頻率響 應函數匯入MEscopeVES進行分析，可 得到實際車架結構的模態參數和振型。 實驗流程圖 兩者比較振型 實驗 為了解自然頻率與車架剛度的關係，我 們選擇改變車架管徑和管壁厚度、肋材 厚度，分別以有無引擎在車架去分析， 結果如下 無引擎的自然頻率和模態 Mode Frequency [Hz] 1. 107.14 2. 119.24 3.