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標題: 【文件】機車結構減震之設計方法
時間: 東吳機研站 Sun Nov 25 23:32:01 2001
系統編號: 88NTU00489035
國家圖書館索書號: 446 001M 89-77
出版年: 民89
研究生: 趙士偉 Chao, Shih Wei
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論文名稱: 機車結構減振之設計方法
論文名稱: Design Methods for Vibration Reduction of Motorcycle
Structures
指導教授: 鍾添東 Chung, Tien Tung
學位類別: 碩士
校院名稱: 國立臺灣大學
系所名稱: 機械工程學研究所
學號: R87522612
學年度: 88
語文別: 中文
論文頁數: 119
關鍵字: 機車結構減振設計 Design for Vibration
Reduction of Motorcycle
Structures
引擎吊架配置設計 Engine-hanger Layout Design
搖動力分析 Shaking Force Analysis
結構分析 Structural Analysis
[摘要]
本文研究減低機車結構振動的設計方法。首先以活塞、連桿及曲軸的物理性質推導出引擎
曲柄滑塊機構的搖動力，並發展一數值最佳化程序利用改變曲軸配重的質量與位置，使得
搖動力方向能指定到任何要求的角度上。接著介紹三種決定引擎吊架安裝位置的要素，第
一種是引擎吊架裝置於水平的概念，其他兩種影響搖動力傳遞至車架的要素是引擎裝置直
交原理及衝擊中心。基於此三種要素，提出四種引擎吊架安裝配置的設計方案。經過比較
動態有限元素分析後所計算出的各種性能指標後，選擇出最佳的引擎吊架安裝配置設計。
最後，利用結構最佳化方法找出改良騎乘舒適性的最佳懸吊系統參數；並改變機車結構尺
寸找出機車結構之輕量化設計。由設計結果知道應用衝擊中心方法在引擎吊架配置設計，
輔助以機車結構最佳化設計後，將可減低機車結構之振動及增加騎乘舒適性。
[摘要]
This thesis develops design methods for reducing the vibration of motorcycle
structures. First, the shaking force of the engine slider-crank mechanism is
derived in terms of the physical properties of the piston, connecting rod, and
crank shaft. A numerical optimization process is developed such that the
direction of the shaking force can be assigned to any desired angle by
changing the mass and position of the crank counterweight. Next, three factors
considered in determining engine-hanger mounting positions are introduced. One
of the factor is the concept that the engine-hanger should be placed
horizontally. The other two factors that influence the transmission of shaking
force to the frame are the theory of orthogonal engine mounting and the center
of percussion. Based on these three factors, four design alternatives of the
engine-hanger mounting layout are proposed. After comparing different kinds of
performance indices calculated by the dynamic finite element analysis, the
best engine-hanger mounting layout can be selected. Finally, the technique of
structural optimization is used to find the best suspension parameters to
improve the riding comfort. The minimum weight design is also carried out by
changing sizes of the motorcycle structure. From the design results, it shows
that using the center of percussion in engine-hanger layout design followed by
applying structural optimization can be used to reduce the vibration of
motorcycle structure and increase the riding comfort.
[論文目次]
目錄
致謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
符號說明 ix
第一章 緒論 1
1.1簡介 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究目的與動機 3
1.4研究方法與策略 4
1.5論文大綱 5
第二章 機車結構分析及減振設計原理 7
2.1結構有限元素分析方法 7
2.1.1結構靜態特性有限元素法分析 8
2.1.2結構自然頻率及振形有限元素法分析 10
2.1.3結構暫態反應有限元素法分析 11
2.1.4結構頻率嚮應有限元素法分析 11
2.2引擎搖動力分析理論 12
2.2.1運動分析 12
2.2.2搖動力分析 17
2.3減低引擎搖動力傳遞之方法 19
2.3.1引擎裝置直交原理 19
2.3.2衝擊中心 20
第三章 機車減振設計程序 23
3.1機車結構基本元件簡介 23
3.2設計程序 24
第四章 平衡配重與吊架配置設計 29
4.1引擎機構搖動力之分析與平衡 29
4.2吊架配置設計 36
第五章 機車結構動態分析與最佳化設計 47
5.1動態特性分析 47
5.1.1性能指標 47
5.1.2建立機車結構有限元素分析模型 49
5.1.3路面模擬 57
5.1.3.1凸出路面模擬 57
5.1.3.2凹陷路面模擬 65
5.1.4煞車力反應 72
5.1.4.1煞車力分析 72
5.1.4.2 ABS煞車力模擬 74
5.2設計方案評估 78
5.3機車結構最佳化設計 80
5.3.1懸吊系統參數最佳化設計 81
5.3.2車架輕量化設計 86
5.4結果討論 90
第六章 結論與建議 93
6.1結論 93
6.2建議與未來展望 93
參考文獻 95
附錄 99
作者簡歷 119
[參考文獻]
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