山地自行车因其低碳环保、噪音小、适应性强、坚固耐用、和优越的骑行性能,己经成为都市青年追求的时尚。车架作为山地车的关键部件,其质量直接影响车手的骑行感觉和生命安全。然而,目前山地自行车还存在重量偏重,车架耐震性和抗疲劳寿命差等缺陷。本文基于故障模式及故障树分析理论确定影响山地车安全性能的关键部件、基于有限元分析软件确定出现故障的关键部位,利用TRIZ理论获得故障问题的解决方案。该论文研究成果对山地自行车的结构优化和改进,对提升国内自行车的市场竞争力具有重要作用。本论文的主要研究工作如下:1.建立了基于TRIZ理论的山地自行车改进设计框架。通过访问行业专家和查询文献及网络,确定了山地车的主要故障因素。设计了山地车的调查问卷,通过收集到的数据分析得到山地车的主要故障因素的发生频次与重要度。确定了各主要故障因素发生的概率。2.对山地车进行失效模式分析,并建立故障树,确定山地车各主要故障因素的概率重要度。分析确定了与车架相关故障的概率重要度最大。因此,将车架作为山地车的关键部件并作为改进设计对象。3.建立了普通山地车车架的有限元分析模型,进行结构力学分析与疲劳分析,确定了山地车车架需要改进的部位。4.基于TRIZ的技术进化理论和冲突解决理论,对普通山地车车架进行了改进设计,并提出5种解决方案。5.通过有限分析技术和实验技术分别对5种改进设计方案进行了结构力学和疲劳方面的评估,给出了5种方案的优劣排序,并确定了最优改进设计方案。