基于結構優化方法的摩托車整車輕量化分析

摘 要：現階段摩托車是當前交通工具中比較常見的一種，受到了消費者的歡迎。摩托車廠家重視對摩托車的結構優化，不斷提升車輛的穩定性，具有較強的實用價值。本文主要介紹了現階段結構優化技術，并且對摩托車整車輕量化分析工作作出了詳細闡述，以供相關工作人員借鑒分析。

關鍵詞：結構優化;摩托車;車架結構;坐墊板結構

0 引言

隨著科學技術的發展，摩托車已經在人們生活中廣泛普及，重視對摩托車的結構優化工作，能夠為摩托車輕量化設計提供有效助力。

1 結構優化技術的簡要介紹

結構優化技術的使用，主要基于一些應用廣泛的基本理論，能夠借助相應的設計方法，優化摩托車自身結構，從而達到提升整體結構強度，減少原材料的使用量。信息技術的發展，將計算機技術與工程知識有效融合在一起，逐漸形成了一套較為高效的軟件處理方案。研究人員使用有限元分析軟件，能夠對整體設計結構的微結構進行調整，并且借助工程知識原理，從而改善當前工作質量，對整體結構細節進行處理。當前結構優化軟件技術的使用，主要包括三類，分別是結構優化設計軟件、有限元分析軟件與優化算法軟件。在實際應用中，不同種類的軟件適用于不同的環境場合，從而改善當前設計工作，為相應的結構設計工作提出新的解決方案。

2 摩托車整車輕量化分析

2.1 摩托車車架結構優化

在對摩托車車架結構進行分析時，設計人員需要清晰認識到車架結構的重要作用，能夠調整整體受力結構，保證車架的強度，從而改善整體設計工作質量。當前設計人員重視對車架結構的優化，主要從自身重量與車架的動態性能兩個方面對整體車架優化工作提出了新的要求。

當前車架結構優化工作，主要是借助結構優化設計軟件，在保證整體車架強度的前提下，縮減車架自重。

例如：研究人員使用有限元分析方法，對整體車架結構進行模擬，從而為摩托車車架優化工作提出相應的思路。現階段研究人員使用結構模擬的特性，通過有限元分析方法，對整體車架結構進行優化。研究人員將現階段車架設計模型通過相應的導入方法，將其作為有限元分析工作的框架結構。在對車架結構進行模擬分析的時候，需要將摩托車的振動作為現階段分析車架強度的要素之一。摩托車的使用，由于振動發動機會對整體摩托車產生振動，并且會形成共振現象，從而影響到駕駛員的用戶體驗，對整體研究工作產生較大的危害。

在使用有限元分析軟件的時候，研究人員對摩托車整體車架模擬頻率的結果進行了詳細歸納，結果如下表所示：

研究人員對整體車架有限元結構分析后發現，車架模型在前幾階模擬中，出現了一定的偏移，這種偏移的產生，可能與現階段發動機與車架之間形成的耦合共振有關，并且在對車架進行振型分析時，發現現階段出現位移的部位位于車架后貨架連接處。

技術人員根據整體探究結果，對車架進行改造，從而提升整體設備性能。技術人員針對有限元分析報告中存在的不足之處，對于整體結構進行分析，可以發現在車架尾部焊接加強管能夠在一定程度上提高車架的強度。并且技術人員還提出了在側面焊接加強管或者兩種加強管同時焊接的具體做法，從而改善整體工作質量。

在整體工作得到初步落實之后，再次進行模擬，可以發現當前三種設計方案中，第一種效果最好，能夠有效降低了車架的振動變形，并且操作便捷，能夠提升整體性能，易于實現。

2.2 摩托車坐墊底板結構優化分析

摩托車的坐墊底板同樣是現階段結構分析工作的重點，該部分組件的使用，主要是在摩托車運行中，承載著駕駛員與乘客在摩托車行駛過程中遇到的沖擊力。當前技術研究人員在對整體材料進行分析取證時發現，用于摩托車坐墊底板材料主要有兩種，分別是鋼板和聚丙烯塑料。技術人員在相應結構優化的時候，選擇鋼板結構用于摩托車整體結構優化材料，對鋼板結構的坐墊底板進行有效分析，從而模擬實際情況，對整體結構進行靜力分析，從而改善整體性能，在保證整體強度的前提下，有效降低鋼結構的比重。在建立坐墊底板的有限元模型的時候，需要對整體生產結構進行有效分析，在整體模型建立過程中提取相應結構的截面，從而將三維模型轉化為二維圖形，能夠保證分析過程有效展開。技術人員對整體坐墊板的靜力進行分析的時候，制定有效的優化方案，將形貌優化與拓撲優化作為現階段摩托車坐墊底板的分析工具，對整體結構的靜力分析報告進行有效選取，從而提升當前工作質量。目前，技術人員在對整體結構展開形貌優化設計的時候，模擬整體振動環境，并且在坐墊底板添加一定的加強肋，從而改善整體性能。研究人員在進行拓撲優化的時候，需要重視相應的設計工作，將摩托車輕量化設計工作作為現階段提升整體控制工作的重要導向，確保相應結構的性能與強度不變或者提升的前提下，對整體結構進行優化。

3 結論

總而言之，現階段技術人員對摩托車結構優化過程中，為了實現輕量化設計工作，重視相關軟件的使用，從而改善當前工作內容，將相應的軟件做出結構優化的工具，不斷改善整體結構，為摩托車輕量化設計工作作出相應的改變。

參考文獻：

[1]孫翠翠.結構優化方法在住宅建筑設計中的運用[J].四川水泥，2020（05）：336.

[2]潘大榮，白鴻宇.結構可靠指標計算的優化方法[J].建材與裝飾，2020（02）：198-199.

作者簡介：王忠祥（1970-），男，山東萊州人，學士，工程師，研究方向：摩托車設計方向。