基于结构优化方法的摩托车整车轻量化分析

摘 要：现阶段摩托车是当前交通工具中比较常见的一种，受到了消费者的欢迎。摩托车厂家重视对摩托车的结构优化，不断提升车辆的稳定性，具有较强的实用价值。本文主要介绍了现阶段结构优化技术，并且对摩托车整车轻量化分析工作作出了详细阐述，以供相关工作人员借鉴分析。

关键词：结构优化;摩托车;车架结构;坐垫板结构

0 引言

随着科学技术的发展，摩托车已经在人们生活中广泛普及，重视对摩托车的结构优化工作，能够为摩托车轻量化设计提供有效助力。

1 结构优化技术的简要介绍

结构优化技术的使用，主要基于一些应用广泛的基本理论，能够借助相应的设计方法，优化摩托车自身结构，从而达到提升整体结构强度，减少原材料的使用量。信息技术的发展，将计算机技术与工程知识有效融合在一起，逐渐形成了一套较为高效的软件处理方案。研究人员使用有限元分析软件，能够对整体设计结构的微结构进行调整，并且借助工程知识原理，从而改善当前工作质量，对整体结构细节进行处理。当前结构优化软件技术的使用，主要包括三类，分别是结构优化设计软件、有限元分析软件与优化算法软件。在实际应用中，不同种类的软件适用于不同的环境场合，从而改善当前设计工作，为相应的结构设计工作提出新的解决方案。

2 摩托车整车轻量化分析

2.1 摩托车车架结构优化

在对摩托车车架结构进行分析时，设计人员需要清晰认识到车架结构的重要作用，能够调整整体受力结构，保证车架的强度，从而改善整体设计工作质量。当前设计人员重视对车架结构的优化，主要从自身重量与车架的动态性能两个方面对整体车架优化工作提出了新的要求。

当前车架结构优化工作，主要是借助结构优化设计软件，在保證整体车架强度的前提下，缩减车架自重。

例如：研究人员使用有限元分析方法，对整体车架结构进行模拟，从而为摩托车车架优化工作提出相应的思路。现阶段研究人员使用结构模拟的特性，通过有限元分析方法，对整体车架结构进行优化。研究人员将现阶段车架设计模型通过相应的导入方法，将其作为有限元分析工作的框架结构。在对车架结构进行模拟分析的时候，需要将摩托车的振动作为现阶段分析车架强度的要素之一。摩托车的使用，由于振动发动机会对整体摩托车产生振动，并且会形成共振现象，从而影响到驾驶员的用户体验，对整体研究工作产生较大的危害。

在使用有限元分析软件的时候，研究人员对摩托车整体车架模拟频率的结果进行了详细归纳，结果如下表所示：

研究人员对整体车架有限元结构分析后发现，车架模型在前几阶模拟中，出现了一定的偏移，这种偏移的产生，可能与现阶段发动机与车架之间形成的耦合共振有关，并且在对车架进行振型分析时，发现现阶段出现位移的部位位于车架后货架连接处。

技术人员根据整体探究结果，对车架进行改造，从而提升整体设备性能。技术人员针对有限元分析报告中存在的不足之处，对于整体结构进行分析，可以发现在车架尾部焊接加强管能够在一定程度上提高车架的强度。并且技术人员还提出了在侧面焊接加强管或者两种加强管同时焊接的具体做法，从而改善整体工作质量。

在整体工作得到初步落实之后，再次进行模拟，可以发现当前三种设计方案中，第一种效果最好，能够有效降低了车架的振动变形，并且操作便捷，能够提升整体性能，易于实现。

2.2 摩托车坐垫底板结构优化分析

摩托车的坐垫底板同样是现阶段结构分析工作的重点，该部分组件的使用，主要是在摩托车运行中，承载着驾驶员与乘客在摩托车行驶过程中遇到的冲击力。当前技术研究人员在对整体材料进行分析取证时发现，用于摩托车坐垫底板材料主要有两种，分别是钢板和聚丙烯塑料。技术人员在相应结构优化的时候，选择钢板结构用于摩托车整体结构优化材料，对钢板结构的坐垫底板进行有效分析，从而模拟实际情况，对整体结构进行静力分析，从而改善整体性能，在保证整体强度的前提下，有效降低钢结构的比重。在建立坐垫底板的有限元模型的时候，需要对整体生产结构进行有效分析，在整体模型建立过程中提取相应结构的截面，从而将三维模型转化为二维图形，能够保证分析过程有效展开。技术人员对整体坐垫板的静力进行分析的时候，制定有效的优化方案，将形貌优化与拓扑优化作为现阶段摩托车坐垫底板的分析工具，对整体结构的静力分析报告进行有效选取，从而提升当前工作质量。目前，技术人员在对整体结构展开形貌优化设计的时候，模拟整体振动环境，并且在坐垫底板添加一定的加强肋，从而改善整体性能。研究人员在进行拓扑优化的时候，需要重视相应的设计工作，将摩托车轻量化设计工作作为现阶段提升整体控制工作的重要导向，确保相应结构的性能与强度不变或者提升的前提下，对整体结构进行优化。

3 结论

总而言之，现阶段技术人员对摩托车结构优化过程中，为了实现轻量化设计工作，重视相关软件的使用，从而改善当前工作内容，将相应的软件做出结构优化的工具，不断改善整体结构，为摩托车轻量化设计工作作出相应的改变。

参考文献：

[1]孙翠翠.结构优化方法在住宅建筑设计中的运用[J].四川水泥，2020（05）：336.

[2]潘大荣，白鸿宇.结构可靠指标计算的优化方法[J].建材与装饰，2020（02）：198-199.

作者简介：王忠祥（1970-），男，山东莱州人，学士，工程师，研究方向：摩托车设计方向。