某國(guó)營(yíng)大中型企業(yè)生產(chǎn)摩托車(chē)已有多年的歷史，其年產(chǎn)量達(dá)25萬(wàn)輛以上。該摩托車(chē)的最大承載能力設(shè)計(jì)為180kg(3人 )。根據(jù)廠家反映情況，在該車(chē)銷(xiāo)往農(nóng)村市場(chǎng)后，大約千分之一的摩托車(chē)在使用中出現(xiàn)了車(chē)架斷裂的現(xiàn)象，希望對(duì)該車(chē)架作一些分析研究，探討車(chē)架斷裂的真正原因。

   采用ANSYS軟件對(duì)該摩托車(chē)車(chē)架作靜態(tài)有限元分析，并將車(chē)架后半部分視為研究的重點(diǎn)，劃分單元時(shí)應(yīng)細(xì)化。再結(jié)合ANSYS軟件、有限元方法及我們分析時(shí)所用計(jì)算機(jī)(HPC200)的特點(diǎn)，我們建立了如圖1所示的摩托車(chē)車(chē)架有限元模型。在建立有限元模型時(shí)，綜合應(yīng)用了ANSYS結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析中關(guān)于SHELL單元、BEAM單元、PIPE單元、COMB則E單元、MASS單元以及建立約束方程(constrain equation)的知識(shí)，以及建立空間不規(guī)則曲面的知識(shí)。 采用了SHELL單元、BEAM單元、PIPE單元、COMBINE單元、MAss單元，材料為普通碳素鋼(A2鋼)，對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。

   根據(jù)計(jì)算結(jié)果得出：在靜載荷作用下，車(chē)架管件距后端1／4處是應(yīng)力最大的區(qū)域，此區(qū)域的應(yīng)力值均超過(guò)130MN/M²；其次，管件與筋板相連的地方應(yīng)力較大，同時(shí)筋板與管件的焊接區(qū)有多處出現(xiàn)應(yīng)力集中，這些都是易出現(xiàn)破壞的地方。結(jié)合材料的屈服極限(186—216MN／M²)可知，若該摩托車(chē)銷(xiāo)往城市，則由于路況較好，可取安全系數(shù)ns＝1．2—1．5，則車(chē)架的實(shí)際應(yīng)力值小于其許用應(yīng)力，不易出現(xiàn)車(chē)架斷裂事故；但若銷(xiāo)往農(nóng)村市場(chǎng)，由于鄉(xiāng)村路況較差，此時(shí)取安全系數(shù)ns＝1．5—2．5，則車(chē)架應(yīng)力強(qiáng)度分布云圖中紅色區(qū)域的實(shí)際應(yīng)力值大于其許用應(yīng)力，因而容易出現(xiàn)車(chē)架斷裂事故。