一、使用範圍
本分析流程適用於本公司兩輪電單車車架的強度分析，主要包括騎士車、踏板車、彎樑車的車架主體（見圖1）。
圖1車架結構示意圖
二、分析思路及理念
根據兩輪電單車和兩輪輕便電單車車架技術條件和試驗方法，兩輪電單車車架分析中需要模擬三種典型載荷：水平載入f0、後輪中心部位垂直向上載入f z、副座乘員乘座部位垂直向下載入f s。
校核強度分析中，先對車架進行有限元分析，計算車架的應力分布情況。對於出現應力集中的部位，分析其可能產生的原因，並與該部分所用材料的屈服強度進行比較，判斷車架是否會發生屈服破壞，計算該處的安全係數。
為了校核車架的強度，應先列出車架各部分所使用的材料和這些材料的力學效能。如表1所示：
表1車架各部分所用材料力學效能
具體部件所用材料屈服強度（mpa）抗拉強度（mpa）
車頭管20號鋼245410
脊梁板和加強板08f號鋼175295
其他（管件）q215號鋼335-450215
最後，通過校核車架的安全係數，分析車架的安全性，並指出需要加強的地方。
三、分析過程
3.1建立車架的有限元模型
（1）檢查和清理原始模型，分析車架結構的合理性（如加強板的位置形狀是否合理），如有明顯不合理之處與設計人員溝通是否有特殊的設計意圖，並確定車架結構可改動的位置及餘量。在將原始模型匯入有限元軟體之前，清理原始模型上對車架強度不起作用的附件。
（2）網格劃分，根據車架的實際情況，通常將車架的單元網格劃為3-4mm，將厚度均勻的管件及鈑金件劃為shell單元，將形狀不規則的鑄鐵或鑄鋁（如連線座，鑄鋁車架等）劃為四面體單元，
在進行網格劃分前應先對幾何進行處理，將細小特徵清除或釋放，以提高網格劃分效率及網格質量。對容易出現強度問題的區域可進行網格區域性細化，以提高有限元計算精度。
（3）將減震器，後搖臂等暫不考慮強度的部件簡化為截面相同的梁單元；將發動機假定為一剛性很大的部件，簡化為mpc與車架相連。見圖2、3、4
圖2騎士車有限元模型圖3踏板車有限元模型圖4彎樑車有限元模型
3.2工況的設定
兩輪電單車車架分析中需要模擬三種典型載荷：車架前輪受水平衝擊力f0的工況；車架後輪受路面垂直衝擊力f z的工況；後乘座受垂直向**荷f s的工況。
載荷的計算：
式中：g——電單車整備質量（kg）
k——修正常數，騎式車取
160-190，踏板車和彎樑車去130-160。
g——重力加速度
ψ——輪胎與地面峰值附著係數
載荷的模擬：
a）水平工況：通過在前輪軸心處施加水平方向的載荷，模擬電單車在急剎車和
經過上台階時車架收到的衝擊；如圖6
圖6水平工況下的邊界條件
b）豎直工況：通過在後輪軸心處施加豎直向上的載荷，模擬電單車**階時車架收到的衝擊；如圖7
圖7豎直工況下的邊界條件
c）過載工況：通過在坐墊位置施加豎直向下的載荷，模擬電單車行駛過程中乘員和貨物對車架的衝擊；如圖8
圖8過載工況下的邊界條件
3.3結果分析
根據車架的應力分布雲圖（例如圖9），考察車架上應力集中明顯位置的應力情況提取應力值，分析其可能產生的原因，提取該位置應力值並與該部分所用材料的屈服強度進行比較，判斷車架是否會發生屈服破壞，計算該處的安全係數，並彙總成**（例如表2）。
然後針對強度不滿足要求的結構提出改進建議，並與設計人員協商溝通，確定合理的改進建議。將改完的模型再匯入進行驗算，直至車架整體安全係數達到指標要求，即安全係數大於1.5。
表2各工況落車架的安全係數
工況最大應力/mpa位置屈服強度/mpa安全係數指標結論
水平工況163車頭管245 1.5≥1.5
不合格132吊掛板175 1.33≥1.5
豎直工況417吊掛板175可能斷裂≥1.5
不合格255主彎管215屈服≥1.5
過載工況169吊掛板175 1.04≥1.5不合格
注：對於焊點位置的區域性應力過大，可能由於網格焊接造成的不正常應力，可修改焊接方式
或隱藏該部位的區域性網格以消除不合理應力。
圖9踏板車應力分布雲圖編制：何強福
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