山地自行車騎行動(dòng)態(tài)性能研究論文-文庫(kù)吧
2025-06-13 14:23 本頁(yè)面
【正文】 ，選擇自行車的比率已占到 28%，已經(jīng)接近了選擇自駕車的比率（30%）。綜上所述，世界范圍內(nèi)自行車行業(yè)前景看好。為了增強(qiáng)我國(guó)大陸地區(qū)自行車企業(yè)新產(chǎn)品的自主研發(fā)能力，本文選擇山地自行車作為研究對(duì)象。具體而言，本文的研究重點(diǎn)是：全減振山地自行車的騎行動(dòng)態(tài)性能。選擇這樣的研究?jī)?nèi)容是基于以下方面的考慮：首先山地自行車的出口在數(shù)量與金額上均占我國(guó)自行車出口總量的最大份額，研究成果一旦獲得應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)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(biāo)要求較高，其動(dòng)態(tài)騎行性能更是整個(gè)山地自行車性能的關(guān)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(shù)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(shì)頭的電動(dòng)自行車這兩者懸掛系統(tǒng)間可供相互借鑒之處頗多。 國(guó)內(nèi)外山地自行車研究動(dòng)態(tài)及存在問題 國(guó)內(nèi)山地自行車研究動(dòng)態(tài)及存在問題 在山地自行車及其它類型自行車動(dòng)力學(xué)分析方面，1991 年唐山工程技術(shù)學(xué)院的王子良、黃永強(qiáng)根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論建立了自行車騎行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，按ISO2631 推薦評(píng)價(jià)方法對(duì)該模型進(jìn)行分析計(jì)算；1994 年鄭州七一三所的丁思遠(yuǎn)利用錘擊法對(duì)自行車車架作結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析，并根據(jù)分析結(jié)果重新設(shè)計(jì)了車架結(jié)構(gòu)；1995 年鄭州輕工業(yè)學(xué)院的楊向東、賀躍進(jìn)設(shè)計(jì)了有機(jī)形態(tài)的碳纖維自行車車架，并對(duì)車架的強(qiáng)度、剛度、減振性能進(jìn)行了試驗(yàn)分析；之后，李亞平、殷安琪和王延漢又利用結(jié)構(gòu)振動(dòng)理論對(duì)車架與前叉系統(tǒng)進(jìn)行了振動(dòng)特性分析，計(jì)算了前叉的動(dòng)應(yīng)力，為前叉斷裂的問題的研究提供了理論依據(jù)；2002 年，東南大學(xué)的董曉馬、汪鳳泉根據(jù)隨機(jī)振動(dòng)理論與 ISO2631，建立了山地自行車全懸架騎行振動(dòng)模型，對(duì)山地自行車為減振系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并將優(yōu)化前后的性能加以對(duì)比，證明了參數(shù)優(yōu)化的有效性。 在山地自行車及其它類型自行車結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，1990 年西北輕工業(yè)學(xué)院的劉云霞、馬中興等對(duì)自行車在正常騎行狀況下的承載進(jìn)行了測(cè)試與分析，得出“騎行者—自行車”傳遞系統(tǒng)載荷的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；之后，沈義明、晏恒等以車架重量最小為目標(biāo)對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)車架剛度、強(qiáng)度進(jìn)行了校核； 2000 年臺(tái)灣國(guó)立中山大學(xué)機(jī)械工程研究所的許正和，陳正升對(duì)減振山地自行車后懸架機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的分析與設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)程序；2001 年北京工業(yè)大學(xué)的王建華、楊文通等基于運(yùn)動(dòng)自行車車架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)，開發(fā)了專用的 CAD 設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 綜上所述，國(guó)內(nèi)針對(duì)山地自行車動(dòng)態(tài)騎行性能方面的研究不多，部分研究中建立的動(dòng)力學(xué)模型過于簡(jiǎn)單，且所做研究大多集中在自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面。 國(guó)外山地自行車研究動(dòng)態(tài)及存在問題 加利福尼亞大學(xué)的某研究團(tuán)隊(duì)從 80 年代初至 90年代末一直從事自行車相關(guān)研究，主要工作如下：1981 年研究車把承受的載荷時(shí)，將人體上臂和小臂處理為剛體而不是集中質(zhì)量；1983 年研究了承受路面激勵(lì)時(shí)，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(yàn)測(cè)量方法和仿真分析方法；1990 年研制了一種便攜式數(shù)字信號(hào)采集處理系統(tǒng)，用來測(cè)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(yàn)測(cè)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(yàn)和仿真兩種方法，分析在不平坦的路面上騎行時(shí)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(duì)于杠桿式單臂懸架結(jié)構(gòu)的車型，鉸點(diǎn)越高，對(duì)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(dòng)力學(xué)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(diǎn)位置等參數(shù)的關(guān)系；1997 年以懸架系統(tǒng)能量損失最小為目標(biāo)，對(duì)鉸點(diǎn)的位置進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)騎行狀況、腳蹬運(yùn)動(dòng)、彈簧和阻尼參數(shù)以及鏈條參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析。 由以上敘述可見，國(guó)外關(guān)于山地自行車在理論和試驗(yàn)方法的研究上均取得了相當(dāng)成就，建立了多種用于分析山地自行車動(dòng)力學(xué)性能的動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)開展了一系列分析山地自行車性能的試驗(yàn)，尤其是加利福尼亞大學(xué)的 教授，他們的研究成果給以后的研究奠定了的基礎(chǔ)。第二章 山地自行車車架振動(dòng)試驗(yàn)及仿真試驗(yàn) 引言 以研究的目的為導(dǎo)向，抽象出最能反映客觀實(shí)際的路面—山地自行車—騎行者系統(tǒng)是本文研究的一個(gè)主要目標(biāo)?？紤]到該類系統(tǒng)的復(fù)雜性，直接使用試驗(yàn)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(jù)國(guó)家相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)山地自行車車
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