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摩托車車架主要損壞形式是疲勞破壞，一般先在局部區(qū)域產(chǎn)生裂紋，然后裂紋擴展導(dǎo)致斷裂，給人身安全帶來嚴(yán)重威脅。疲勞強度及壽命預(yù)估是評價摩托車可靠性的重要因素之一，疲勞試驗是評價車架疲勞強度的主要方法，通過對摩托車車架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行疲勞有限元分析及壽命預(yù)估，不但可以對現(xiàn)行摩托車剩余壽命進行評估，還能有效地指導(dǎo)新型摩托車的開發(fā)設(shè)計，具有十分重要的理論意義和實用價值。
摩托車車架系統(tǒng)承載全車和載荷的質(zhì)量，以及摩托車在不平路面行駛時產(chǎn)生的沖擊和振動載荷，其疲勞破壞形式屬機械疲勞破壞。同時摩托車車架系統(tǒng)受到?jīng)_擊和振動載荷都是隨機的，在其結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的交變應(yīng)力也是隨機的，沒有固定的應(yīng)力幅度和頻率，因而屬于機械隨機疲勞。在設(shè)計摩托車車架系統(tǒng)時，出于安全考慮，一般其設(shè)計名義應(yīng)力都遠小于材料的屈服極限，其使用壽命也要求較長，因此摩托車車架系統(tǒng)的疲勞屬于高周疲勞。但在實際過程中很難模擬隨機路面的激勵，摩托車車架疲勞試驗機是在摩托車車架水平方向和垂直方向，施加對稱或非對稱循環(huán)激勵載荷來模擬摩托車通過凸凹路面時給車架的沖擊激勵。根據(jù)疲勞累計損傷原理、國內(nèi)外摩托車行駛的自身特點以及摩托車車架系統(tǒng)的疲勞類型一機械高周疲勞，建立了基于車架結(jié)構(gòu)、材料疲勞屬性和變幅載荷譜下摩托車車架及懸掛系統(tǒng)可靠性疲勞壽命預(yù)測模型。對某摩托車車架系統(tǒng)疲勞強度和疲勞壽命進行了預(yù)估，并在車架疲勞試驗機上進行試驗驗證，為車架疲勞強度分析及壽命預(yù)估提供了理論依據(jù)。
對摩托車車架強度的考核主要通過整車的道路試驗完成，因路試試驗的條件、環(huán)境等因素使其與疲勞試驗機相比開發(fā)周期延長，試驗成本高且安全性差。因此開發(fā)針對我國摩托車實際情況的疲勞試驗機，制定相關(guān)試驗規(guī)范和試驗標(biāo)準(zhǔn)，以代替產(chǎn)品開發(fā)初期的路試試驗，具有十分重要的實際意義和經(jīng)濟效益。
在參照歐洲疲勞試驗機的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實際情況，采用程序加載方式，通過對摩托車車架系統(tǒng)在水平、垂直和座墊方向加載的方式模擬摩托車通過凸凹路面時給車架的沖擊激勵：水平方向加載試驗?zāi)M摩托車在行駛的過程中遇到上臺階或凸臺的情況；垂直方向加載試驗?zāi)M摩托車在行駛過程中遇到下臺階或者凹坑的情況；座墊方向加載試驗?zāi)M人在座墊上對車架的作用。
當(dāng)摩托車在行駛過程中遇到上臺階或凸臺時，前輪首先受到來自路面的沖擊，前輪受到的沖擊力F可以分解為水平方向的分力F。和垂直方向的分力F1，F(xiàn)。大部分被輪胎和減振等緩沖體所吸收，因此作用在車架上的力可以簡化為水平方向的拉力Fo，在疲勞試驗中通過施加水平方向的周期載荷激勵模擬經(jīng)過上臺階或凸臺時車架受到的沖擊，載荷及安裝如圖所示；當(dāng)摩托車行駛過程中遇到下臺階或者凹坑時，后輪首先受到來自路面垂直向上的沖擊F1，該沖擊力不能完全被輪胎和減振等緩沖體所吸收，沒有被吸收的F。就作用在車架上，在疲勞試驗中通過施加垂直上拉的周期載荷激勵模擬經(jīng)過下臺階或凹坑時車架受到的沖擊，沖擊載荷及安裝方式如圖所示；摩托車行駛過程中還應(yīng)該考慮到駕駛員及乘客對車架疲勞強度的影響，在疲勞試驗中可以施加垂直下壓周期載荷激勵模擬人在座墊上對車架的作用，座墊方向的載荷及安裝方式如圖所示。
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