节能减排,提高性能已经成为当今机动车行业发展的一种必然趋势。机动车的轻量化就显得尤为重要。车架作为摩托车的核心结构件,采用轻量化材料能显著减少摩托车的重量,可有效地改善摩托车的燃油经济性、降低尾气排放、减少空气污染。本课题依托重庆市科技攻关项目《镁合金摩托车轮毂、车架产业化技术开发及运用》,与渝安集团新感觉摩托车有限公司合作,对XGJ150-23越野摩托车钢结构车架进行镁合金材料替代,探索性地进行镁合金车架设计及应用技术研发,为镁合金在车架上的应用奠定基础。本论文根据摩托车车架结构设计原则,结合XGJ150-23越野摩托车钢结构车架的总体尺寸及装配要求,对该车型的镁合金车架进行设计。根据已建立的镁合金产品及生产应用技术开发技术规范,首先按装配和使用要求建立了镁合金车架的三维几何模型;并抽象建立了车架的简化力学模型;然后在摩托车三个极限服役工况下,对车架的最大应力、应变及固有模态进行了有限元分析和校核;最后根据分析结果和成形工艺特性及品质保障要求,完成了车架的结构优化设计。本论文研究的主要结论有:①根据XGJ150-23越野摩托车车架的总体尺寸及装配要求,进行了镁合金车架的三维设计,车架采用镁合金挤压型材和铸件组合焊接而成。②建立了镁合金车架的服役力学模型,根据摩托车三个极限服役工况和车架服役的强度和刚度要求,对强度和刚度进行了有限元分析和性能校核。计算结果表明:车架的最大服役应力低于25 MPa,刚度满足摩托车安全驾驶要求。③采用有限元方法,对镁合金车架的服役力学模型进行了固有模态分析。分析结果表明:车架的最低阶固有频率为168赫兹,低于摩托车正常服役动态激励频率,表明摩托车正常服役不会引起镁合金车架共振,能保证摩托车驾驶的舒适性。④根据车架的综合性能分析结果和车架的工艺质量要求,对镁合金车架的工艺结构进行了优化设计,优化后的车架重量约为2.9公斤,与原钢车架相比重量减轻了10公斤。