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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(kuò)展導(dǎo)致斷裂，給人身安全帶來嚴(yán)重威脅。疲勞強(qiáng)度及壽命預(yù)估是評(píng)價(jià)摩托車可靠性的重要因素之一，疲勞試驗(yàn)是評(píng)價(jià)車架疲勞強(qiáng)度的主要方法，通過對(duì)摩托車車架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞有限元分析及壽命預(yù)估，不但可以對(duì)現(xiàn)行摩托車剩余壽命進(jìn)行評(píng)估，還能有效地指導(dǎo)新型摩托車的開發(fā)設(shè)計(jì)，具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)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(shí)產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)載荷，其疲勞破壞形式屬機(jī)械疲勞破壞。同時(shí)摩托車車架系統(tǒng)受到?jīng)_擊和振動(dòng)載荷都是隨機(jī)的，在其結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生的交變應(yīng)力也是隨機(jī)的，沒有固定的應(yīng)力幅度和頻率，因而屬于機(jī)械隨機(jī)疲勞。在設(shè)計(jì)摩托車車架系統(tǒng)時(shí)，出于安全考慮，一般其設(shè)計(jì)名義應(yīng)力都遠(yuǎn)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(shí)際過程中很難模擬隨機(jī)路面的激勵(lì)，摩托車車架疲勞試驗(yàn)機(jī)是在摩托車車架水平方向和垂直方向，施加對(duì)稱或非對(duì)稱循環(huán)激勵(lì)載荷來模擬摩托車通過凸凹路面時(shí)給車架的沖擊激勵(lì)。根據(jù)疲勞累計(jì)損傷原理、國內(nèi)外摩托車行駛的自身特點(diǎn)以及摩托車車架系統(tǒng)的疲勞類型一機(jī)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(duì)某摩托車車架系統(tǒng)疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)估，并在車架疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，為車架疲勞強(qiáng)度分析及壽命預(yù)估提供了理論依據(jù)。
對(duì)摩托車車架強(qiáng)度的考核主要通過整車的道路試驗(yàn)完成，因路試試驗(yàn)的條件、環(huán)境等因素使其與疲勞試驗(yàn)機(jī)相比開發(fā)周期延長，試驗(yàn)成本高且安全性差。因此開發(fā)針對(duì)我國摩托車實(shí)際情況的疲勞試驗(yàn)機(jī)，制定相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范和試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，以代替產(chǎn)品開發(fā)初期的路試試驗(yàn)，具有十分重要的實(shí)際意義和經(jīng)濟(jì)效益。
在參照歐洲疲勞試驗(yàn)機(jī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實(shí)際情況，采用程序加載方式，通過對(duì)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(shí)給車架的沖擊激勵(lì)：水平方向加載試驗(yàn)?zāi)M摩托車在行駛的過程中遇到上臺(tái)階或凸臺(tái)的情況；垂直方向加載試驗(yàn)?zāi)M摩托車在行駛過程中遇到下臺(tái)階或者凹坑的情況；座墊方向加載試驗(yàn)?zāi)M人在座墊上對(duì)車架的作用。
當(dāng)摩托車在行駛過程中遇到上臺(tái)階或凸臺(tái)時(shí)，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(yàn)中通過施加水平方向的周期載荷激勵(lì)模擬經(jīng)過上臺(tái)階或凸臺(tái)時(shí)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(tái)階或者凹坑時(shí)，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(yàn)中通過施加垂直上拉的周期載荷激勵(lì)模擬經(jīng)過下臺(tái)階或凹坑時(shí)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(duì)車架疲勞強(qiáng)度的影響，在疲勞試驗(yàn)中可以施加垂直下壓周期載荷激勵(lì)模擬人在座墊上對(duì)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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