王 斌 叶帅宏 阮 立 洪 伟 戴菲菲

（1-台州市产品质量安全检测研究院 浙江 台州 318000 2-台州科技职业学院3-台州方圆质检有限公司）

引言

电动自行车前叉组件是联接前轮与车架并受车把控制转向的装置，起支撑与连接作用，它的上端与车把部件相连，下端固定在前轴上。在前叉组件的抗振动设计中，虽然在前叉上装有减振器以避免路面对车身的激励，但在长时间承受周期应力时，前叉组件在没有达到许用应力的情况下会出现疲劳破坏，进而影响自行车的行驶安全性，因此研究电动自行车前叉组件的振动特性是十分有必要的。

计算机辅助工程（CAE）分析工具Nastran 可对结构进行动力学分析，以研究结构的振动特性，已被广泛应用于航空、国防、汽车等行业。本文基于有限元法对电动自行车前叉组件进行模态分析，确定前叉组件的振动特性，作为瞬态动力学分析、谐响应分析、谱分析等动力学分析的起点。再对结构施加随机载荷，得到前叉组件的随机振动响应结果，作为产品设计优化的依据，以期保证产品结构可靠性。

1 振动特性控制方程

机械结构的振动特性控制方程为[1-5]：

式中：[M]、[C]、[K] 分别为系统质量、阻尼和刚度矩阵，分别表示系统激励向量、节点加速度、节点速度和节点位移向量。

结构的模态分析是考虑在无阻尼系统下的，因此其控制方程为：

对式（2）进行解算，得到结构的第i 阶特征值：

进而推导出结构的第i 阶固有频率为

2 前叉组件振动特性研究……

登录APP查看全文