电动摩托车车架作为整车的骨架,受力情况比较复杂,必须要有足够的强度,确保安全性能。此外,车架的刚度和模态性能直接影响到整车行驶稳定性和乘骑舒适性,因此,强度、刚度和模态作为车架结构性能评价的主要指标。传统的车架开发模式是凭设计者的经验,结合参考相似车型的结构进行设计,可能要经过数次重复工作才能定下方案,往往开发周期较长。在开发过程中通过对车架进行有限元分析,再根据分析结果做优化设计,能有效缩短开发周期,提高设计质量,具有重要的实际意义。本文以作者所在企业的某型号两轮电动摩托车车架为研究对象,论文的主要研究内容如下:(1)采用CATIA软件建立车架的CAD模型,经简化后导入到ANSYS Workbench分析软件,建立车架的有限元分析模型。将电动摩托车行驶过程中车架的受力情况简化为三种工况,先计算车架在工况一时的等效应力值,再制作样件,测试整车在工况一时车架的应力值,通过对比各测点的应力实测值和有限元分析结果,验证有限元分析方法的可行性。之后再完成工况二和工况三的有限元分析。结果表明强度符合设计要求。(2)对车架刚度和自由模态进行有限元分析,得到弯曲刚度、扭转刚度及前六阶模态参数,结果表明弯曲刚度和模态性能满足要求,扭转刚度小于推荐标准,需要进行优化。(3)通过灵敏度分析确定了4个子零件的壁厚作为设计变量,以弯曲刚度、扭转刚度、等效应力及一阶模态相关要求为约束函数,以车架总重量最小作为目标函数开展优化设计。对优化后的模型再次进行等效应力、刚度和模态分析,验证优化结果的可行性。(4)最后对样件进行强度试验、模态试验、整车操控性和乘骑舒适性主观评价等,试验结果符合设计要求,验证了设计方案的正确性。本论文通过借助有限元分析平台ANSYS Workbench软件,得到了在满足机械性能前提下质量最小的优化设计方案,缩短了开发周期,降低了设计成本;同时也为企业积累了车架有限元分析及优化的经验,为后续车型的开发具有一定的借鉴意义。