随着生活水平的提高,人们对摩托车的行驶平顺性和驾乘舒适性的要求越来越高。本文在总结前人研究成果的基础上,以GS—125型摩托车为研究对象,提出了分析和改进摩托车动态特性的新途径。 首先基于三维建模技术和机械动态仿真技术建立了摩托车人—车多刚体系统动力学模型。基于有限元技术和机械动态仿真技术,建立了摩托车人—车柔性多体系统动力学模型。首次在模型中考虑了驾乘人员的不同位姿。 其次,通过试验模态分析验证了所建模型的正确性,深入分析了人和摩托车组成的多体系统的动力学特性。分析结果表明:由前后悬架共同作用、人体竖直方向振动的固有频率为4.49Hz,在人体胸腹系统垂直方向的敏感频率范围内,整车结构需要改进。柔性多体系统模型中出现了实际测试中的高阶固有频率结果,不考虑车架柔性的多刚体模型无法得出。然而高阶固有频率的产生对摩托车噪音有很大的贡献,这一结果为解决摩托车噪声问题提供了依据。结果还表明考虑车架柔性的系统比刚体系统更接近真实情况。讨论了不同的驾乘人员、前后悬架系统参数以及人体位姿对人—车系统固有频率的影响,结果表明,大部分固有频率值随着人体质量的增加而减少,部分主要振型的固有频率值随悬架弹簧刚度的增加而增加,人体位姿对系统固有频率的影响很大。 最后,以人体对系统振动的动力学响应为依据,提出了摩托车平顺性设计的概念。要综合考虑悬架系统参数、轮胎以及人体位姿等因素改善摩托车的平顺性。 本文提供了柔性多体系统动力学的应用实例和复杂机械系统动力学特性的分析方法。