山地自行車騎行動態(tài)性能研究論文-文庫吧
2025-06-13 14:23 本頁面
【正文】 ，選擇自行車的比率已占到 28%，已經接近了選擇自駕車的比率（30%）。綜上所述，世界范圍內自行車行業(yè)前景看好。為了增強我國大陸地區(qū)自行車企業(yè)新產品的自主研發(fā)能力，本文選擇山地自行車作為研究對象。具體而言，本文的研究重點是：全減振山地自行車的騎行動態(tài)性能。選擇這樣的研究內容是基于以下方面的考慮：首先山地自行車的出口在數量與金額上均占我國自行車出口總量的最大份額，研究成果一旦獲得應用，經濟效益十分可觀；其二山地自行車騎行路況惡劣，各種性能指標要求較高，其動態(tài)騎行性能更是整個山地自行車性能的關鍵；其三全減振山地自行車是近年來出現(xiàn)的新型山地自行車，其懸掛系統(tǒng)技術含量高，獲得的成果科技附加值多，且全減振山地自行車與有良好發(fā)展勢頭的電動自行車這兩者懸掛系統(tǒng)間可供相互借鑒之處頗多。 國內外山地自行車研究動態(tài)及存在問題 國內山地自行車研究動態(tài)及存在問題 在山地自行車及其它類型自行車動力學分析方面，1991 年唐山工程技術學院的王子良、黃永強根據隨機振動理論建立了自行車騎行系統(tǒng)動力學模型，按ISO2631 推薦評價方法對該模型進行分析計算；1994 年鄭州七一三所的丁思遠利用錘擊法對自行車車架作結構動態(tài)特性分析，并根據分析結果重新設計了車架結構；1995 年鄭州輕工業(yè)學院的楊向東、賀躍進設計了有機形態(tài)的碳纖維自行車車架，并對車架的強度、剛度、減振性能進行了試驗分析；之后，李亞平、殷安琪和王延漢又利用結構振動理論對車架與前叉系統(tǒng)進行了振動特性分析，計算了前叉的動應力，為前叉斷裂的問題的研究提供了理論依據；2002 年，東南大學的董曉馬、汪鳳泉根據隨機振動理論與 ISO2631，建立了山地自行車全懸架騎行振動模型，對山地自行車為減振系統(tǒng)參數進行了優(yōu)化，并將優(yōu)化前后的性能加以對比，證明了參數優(yōu)化的有效性。 在山地自行車及其它類型自行車結構與機構設計方面，1990 年西北輕工業(yè)學院的劉云霞、馬中興等對自行車在正常騎行狀況下的承載進行了測試與分析，得出“騎行者—自行車”傳遞系統(tǒng)載荷的統(tǒng)計數據；之后，沈義明、晏恒等以車架重量最小為目標對車架結構進行了優(yōu)化設計，并對車架剛度、強度進行了校核； 2000 年臺灣國立中山大學機械工程研究所的許正和，陳正升對減振山地自行車后懸架機構進行了分析與設計，并設計了相應的分析與設計計算機程序；2001 年北京工業(yè)大學的王建華、楊文通等基于運動自行車車架結構的參數化設計，開發(fā)了專用的 CAD 設計系統(tǒng)。 綜上所述，國內針對山地自行車動態(tài)騎行性能方面的研究不多，部分研究中建立的動力學模型過于簡單，且所做研究大多集中在自行車的結構設計方面。 國外山地自行車研究動態(tài)及存在問題 加利福尼亞大學的某研究團隊從 80 年代初至 90年代末一直從事自行車相關研究，主要工作如下：1981 年研究車把承受的載荷時，將人體上臂和小臂處理為剛體而不是集中質量；1983 年研究了承受路面激勵時，公路自行車車架主要零部件承受載荷情況；1985 年研究了騎行者坐姿下車架所受載荷的試驗測量方法和仿真分析方法；1990 年研制了一種便攜式數字信號采集處理系統(tǒng)，用來測量自行車在騎行過程中鞍座、車把和腳蹬處的載荷；1993 年研究了騎行者在站立姿態(tài)下車架所受載荷的試驗測量方法和仿真分析方法；1994 年建立騎行者—自行車系統(tǒng)模型，采用試驗和仿真兩種方法，分析在不平坦的路面上騎行時山地自行車車架所受的載荷情況，比較了騎行者處于坐與站立兩種姿態(tài)下的狀況；1994 年指出對于杠桿式單臂懸架結構的車型，鉸點越高，對由騎行者引起的能量損失越顯著；1996 年用 Kane 法建立騎行者—自行車系統(tǒng)動力學模型，用仿真方法分析騎行者引起的能量損失與減振彈簧、阻尼減振器、鉸點位置等參數的關系；1997 年以懸架系統(tǒng)能量損失最小為目標，對鉸點的位置進行優(yōu)化，對騎行狀況、腳蹬運動、彈簧和阻尼參數以及鏈條參數進行靈敏度分析。 由以上敘述可見，國外關于山地自行車在理論和試驗方法的研究上均取得了相當成就，建立了多種用于分析山地自行車動力學性能的動力學模型，設計開展了一系列分析山地自行車性能的試驗，尤其是加利福尼亞大學的 教授，他們的研究成果給以后的研究奠定了的基礎。第二章 山地自行車車架振動試驗及仿真試驗 引言 以研究的目的為導向，抽象出最能反映客觀實際的路面—山地自行車—騎行者系統(tǒng)是本文研究的一個主要目標?？紤]到該類系統(tǒng)的復雜性，直接使用試驗方法研究完整的該系統(tǒng)存在一定困難，故本章將首先依據國家相關檢驗標準對山地自行車車
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