凤凰牌FH-520型老年代步车的车架优化设计

凤凰牌FH-520型老年代步车的车架优化设计摘要：在中国，人口逐渐向老龄化发展，关注老年人，多发展老龄化产业，健全面向老年人服务体系是社会的需要。本文通过对凤凰牌FH-520型老年代步车车架结构进行优化设计。论文主要内容如下：车架几何模型的建立。包括代步车底盘的车架与车身两个部分，依据FH-520型老年代步车的具体参数，用UG三维软件创建老年代步车车架模型。用ANSYS软件进行有限元分析，主要为静力学分析，包括弯曲刚度分析，扭转刚度分析。将老年代步车三维模型导入ANSYS软件中。对代步车车架和车身进行力学分析，通过优化与原车相比，优化后变形最大值为0.115mm，发生的位置主要集中在车架中间部分，优化处理前车架的最大变形位移为0.143mm，变形量减小许多。将ANSYS软件分析出来的数据进行比对分析，对原品牌参数代步车进行对比，提出车架优化方案，提高车架的刚度，强度。关键词：老年代步车车架优化UG建模有限元分析

PhoenixFH-520modelold-agewalkerframeoptimizationdesignAbstract：InChina,thepopulationisgraduallydevelopingtotheaging,payattentiontotheelderly,developmoreagingindustries,andimprovetheservicesystemfortheelderlyistheneedofsociety,reflectingthetraditionalrespectfortheoldcharacteroftheChinesepeople.Old-agewalkerbecauseofitssimpleoperation,convenienttravel,nopollution,andwidenedtheactivitiesoftheelderlyspace,bythevastnumberofelderlypeoplewelcome.Inthispaper,thestructureofthePhoenixFH-520old-agewalkerframeisoptimized.Themaincontentofthepaperisasfollows:Theestablishmentofframegeometry.Includestwopartsoftheframeandbodyoftheframeandbodyofthescooterchassis,accordingtothespecificparametersoftheFH-520old-agewalker,usingUG3Dsoftwaretocreatethemodeloftheold-agewalkerframe.FiniteelementanalysisiscarriedoutbyANSYSsoftware,mainlyforstaticanalysis,includingbendingstiffnessanalysisandtwistingstiffnessanalysis.Importtheold-agewalker3DmodelintoANSYSsoftware.Themechanicalanalysisoftheframeandbodyoftheframeandbodyofthestep-by-stepframeiscarriedout,andthemaximumdeformationafteroptimizationis0.115mmcomparedwiththeoriginalcar,thelocationoftheoccurrenceismainlyconcentratedinthemiddlepartoftheframe,themaximumdeformationdisplacementofthepre-frameis0.143mm,andthedeformationamountisreducedbymany.ThedataanalyzedbyANSYSsoftwareiscomparedwiththeoriginalbrandparameters,andtheframeoptimizationschemeisproposedtoimprovethestiffnessandstrengthoftheframe.Keywords：Old-agestepframeoptimizationUGModelingFinitelement-analysis

目录第一章绪论 51.1研究背景和意义 51.2国内外发展概括 51.2.1国外发展状况 51.2.2国内发展状况 61.3研究的主要内容 7第二章现代三维设计开发技术介绍 82.1UG三维设计技术 82.2ANSYS有限元分析技术 82.2.1有限元分析软件ANSYS概况 82.2.2有限元静力分析的基本流程 9第三章老年代步车的车架设计 103.1整体布置与设计 103.2几何模型的建立 11第四章车架及车身的结构静力学分析 124.1车架和车身有限元模型的建立 124.1.1几何模型的简化 124.1.2几何模型的导入 134.1.3网格单元的选择 134.1.4网格的划分 144.1.5材料选择 154.2车架和车身2种工况的强度分析 164.2.1车架及车身满载四轮同时着地工况分析 164.2.2车架满载紧急制动工况分析 184.3车架结构优化方案 214.3.1车架结构优化 214.3.2车架优化前后数据对比 21第一章绪论1.1研究背景和意义随着科技逐渐的发展，大家的生活水平渐渐的变好，外出选择都以汽车为先，在汽车行业的快速发展下，人们越来越追求高排量，高性能。但也正因此，以至于我们的生存环境越来越差，地球的能源资源越来越短缺。人们将目光向新能源汽车发展。电动车有着无环境污染，能源可再生的优势，是新能源汽车的研究发展目标。因我国国情的发展，新生人口的数量逐年变少，而老年人的占比率快速提高，社会正快速向老龄化社会发展。据统计，在2019年初我国60周岁及以上的总人口为2亿4949万人，占总人口比重的17.9%，而65周岁及以上总人口为1亿6658万人，占总人口比重的11.9%。而且比例还在日益的提高，所以我国人口老龄化问题十分严峻，关注老年人成为了我国政府及当今社会的重要问题之一。尊老爱幼是中华传统美德，关注老年人是构建新世纪和谐社会的重要问题。我国政府对老年人十分关照，实行很多善待老年人的政策，对关于老年人的产业也十分关心和重视，采取一系列的有效措施，积极的探索发现适合本国国情的老年事业发展模式。近年来，我国政府积极贯彻落实科学发展观，把老龄化产业作为构建和谐社会的主要内容之一，运用经济、法律和行政手段，大力推进老年产业。而老年代步车以其本身操作简单，方便，行驶速度慢，安全性能好，使得老年的活动空间大大的扩展了，极大的丰富了老年人的日常生活受到大部分老年人的欢迎。且老年代步车采用电动能源驱动，绿色，低碳，符合国家发展的战略规划，在未来也有很大的发展空间。1.2国内外发展概括1.2.1国外发展状况现今，在代步工具领域研究比较领先的国家为日本、欧美等国家。日本、欧美等资本主义国家在上个世纪快速的发展，在二十世纪末就出现了人口高龄化的问题。为了老年人和残障人士便于出行，这些国家研究制造了很多类型的代步工具。供老年人和残障人士使用。在国外，可以让人们实用的电动车多数是电动轮椅车，和休闲电动车。美国有一家叫PRIDE的公司，他生产的电动代步车销售到了世界各地。法国制造的代步车更具智能化，有三种模式，手动、半自动、全自动三种。我国的代步车研究较早的地方在中国台湾，而且还成为了该地区的支柱型产业。研发电动车车架主要用有限元法来进行研究。国外在这方面的应用很早，从1960年开始就已经使用了限元法对车架结构进行有限元方面的分析，对车架结构特性能进行精确的计算仿真。结构分析程序NASTRAN是福特公司在上世纪70年代使用的有限元软件，该软件在当时就可以分析在汽车各种工况下运行时，车架因受力而变形的区域，以此对车架优化分析，不断完善有缺陷的地方。日本在有限元技术的应用也很早在上世纪80年代，日本三菱汽车公司作为日本汽车行业的龙头，吸取欧美国家经验。开始运用计算机辅助分析技术对汽车车架设计的每个步骤进行分析。从简单的简化模型分析到详细的处理模型中的问题，其中包括静动态分析、优化设计分析等。90年代后期，汽车分析用有限元法是各个公司都要用的方法。美国GM汽车公司凭借先进技术，成功研发了后处理程序。该程序的成功研发使得汽车的有限元分析过程简化，不繁琐。我国的电动车研究也较早，起于上世纪60年代，但因外国技术封锁，进展一直较慢。由国内的院校和国内厂商合作而制造了一些电动汽车，取得了十分不多的成效。但是我国人口基数庞大，因此，设计出适合我国人口使用的代步车是重中之重。1.2.2国内发展状况国内的电动汽车在有限元分析上的技术还不够成熟，主要因为国外技术封锁，和国内的各种设备还不能达到要求。车架在使用时考虑很多的因素，设计建模时也要考虑到。最近几年，国内在应用有限元法对汽车车架进行结构分析方面效果显著，但是因为各种原因的限制，与国外相比，国内还是有很多的不足。主要不足之处有:

1)对汽车零部件的研发还要参照欧美的设计，对国外的依赖较大。

2)在软硬件上的条件较差，极大的制约了我国对该方面的研究，数据不够精确，模型的设计不能达到细分。

3)我国的有限元分析还大致的处在静态分析的状况，在动态分析上还不够成熟，不能达到使用过程中问题的预测和分析。本论文中以凤凰牌FH-520型老年代步车作为基础，对其部组成进行了优化设计。见图1-1图1-1通过网络资源，与对厂家的的沟通，获得了该代步车的参数资料，这样可以方便三维模型的建立，也便于进行有限元分析。1.3研究的主要内容本文以老年代步车车架的优化设计为研究的主要方向，通过有限元分析得到的结果，对比原车的参数，对车架部分进行优化，提高车架，车身的刚度，强度，降低其质量，提高其行驶的安全性，和使用寿命。

第二章现代三维设计开发技术介绍2.1UG三维设计技术UnigraphicsNX(简称)UG/NX是美国电子数据系统公司研发的当今世界上最先进和紧密集成的。面向制造业的强大绘图软件。既可以三维建模又能进行二维图的导出。功能十分丰富且多样化，他可以进行多种复杂的模型和实体的构建。目前是各个建造行业内使用最多的三维设计软件之一。UG是世界上各行业使用最多的产品设计软件，他不仅可以设计模型，也可以在软件上进行制图，功用丰富多样。可以为应用该软件的人提供高性能和多样化的设计体验。能满足使用者各种复杂模型设计的要求。除了进行产品设计外，还允许使用者对设计出的模具进行仿真优化。通过数字化仿真分析，可以优化产品的质量，并大幅的降低了对物理样机的长时间耗时设计，降低了对变更周期的依靠。UG自从1990年进入我国市场后，发展的很快，目前已成为了中国各个行业如机械、汽车、航空等领域内的首选软件。在UG软件中，主要包括了以下人们常用的应用模块：模具设计模块（MoldWizardDesign）、产品设计模块（ProductModeling）、装配模块（Assembling）、工程图模块（Drafting）、建模模块（PartModeling）、运动分析模块（ScenairoForMotion）、固定轴向铣削加工（CavityMill/FixedContour）、汽车设计与汽车制造模块等等。2.2ANSYS有限元分析技术2.2.1有限元分析软件ANSYS概况关于ANSYS软件，它是美国ANSYS公司研发的一款有限元分析软件，它集成一系列有限元分析方法，在各个领域，如：国防军事、汽车，石油化工、铁路、航天、土木工程、交通等各大制造及科研机构中广泛应用。现如今ANSYS有限元软件是世界上使用量最多，效果最有功效的有限元工具之一，它主要有三大模块构成：前处理模块，分析计算与后处理模块。前处理模块，它能提供一个资源多样的实体建模与网格划分工具，便于使用者进行构造有限元模型。分析计算模块主要为静、动力学分析，如：结构分析、电磁场分析、流体动力学分析等。能够对物理介质中的互相作用进行仿真，并有很好的灵敏度分析以及优化分析的能力。后处理模块将分析后的结果及其过程显示出来，包括模型的位移变化情况，应力分布的状况等。汽车中也会用到ANSYS，他主要用于汽车中基础件的有限元分析。主要有下面三个：结构动力学分析：结构动力学分析可以处理车架结构随时间改变的的问题，来处理车架载荷发生的影响。结构静力学分析：结构静力学分析是解决在外部载荷的作用下而产生的结构性能发生变化的问题。本文中主要以静力学分析来分析车架和车身。结构非线性分析：结构非线性分析用于解决车架结因载荷发生的不规则变化。2.2.2有限元静力分析的基本流程ANSYS有限元用于求解问题的步骤有些复杂，但其中最主要的计算步骤有：（1）网格划分，有限元的根本为经过有限个的单元体集合来替代原先原先的连续体。为此，应先使弹性体经过一定的简化，再使弹性体划分成有限个单元形成的离散体。各个单元间通过单元节点来相互连接。所以，由单元、节点、节点连线所构成的集合成为网格，过程为网格划分。（2）边界条件，固定约束，Solution-DifineLoads-施加-结构类-固定Displacement-OnArea，选取固定部位。然后施加压力约束，将结构承受载荷乘以十成为牛顿单位，然后选择施加压力的方向。（3）求解分析，接着开始求解。求解完成后，进行后处理部分，打印出应变云图，应力云图。（4）结构优化，通过分析出的图，对原结构变形部分提出优化建议，尺寸优化，形状优化等。以上是我个人对ANSYS有限元静力分析简单步骤的阐述。

第三章老年代步车的车架设计3.1整体布置与设计经过我去市场调查并在网上查阅资料，并结合凤凰FH-520型老年代步车部分参数和国标SN-T1658-2005的技术要求，对该款代步车开始初步的设计。代步车的车型、驱动形式、布置形式的选择：通过厂家询问及网上查阅，该凤凰牌代步电机后置为后桥驱动。电机与差速器等制成一体。行驶时平稳，动力充足，车速慢，安全性好，合适在城乡路面行驶。代步车把电池放在座椅下，节约空间。代步车为两轮驱动，四轮行驶，四轮行驶相对于三轮更稳定，安全。不易产生倾斜，适合老年人使用。尺寸参数的选择：通过查阅资料，和对市场上代步车的调研，确定代步车参数，代步车轴距为L=830mm，选择比例系数C=0.75，则初选总长为La=L/C=1100mm；为了保证一定的通过性，选择前悬为LF=85mm，后悬为LR=80mm，车标准总高950mm。考虑到总体结构和行驶的安全行，将轮距设计为500mm。质量参数的选择：代步车设计承载为1人，属于小型代步车。根据市场上类似代步车，选择代步车整车整备质量m0=50kg。因为承载一人，加上一些必备的货物重量，选择代步车载重设定为me=100kg；则代步车质量系数：ηm0=me/m0=100/50=2轴荷分配方面，为了考虑到代步车的动力性和路面通过性，驱动桥上要有较大的符合。在转向轴有一定的负荷情况下，能保证代步车有足够的造作稳定性。根据以上各种条件，在满足该要素的条件下，进行轴荷分配，具体见下表3.1：整备质量车载质量质量系数载荷分配满载空载50kg100kg240%60%45%55%前轮后轮前轮后轮表3.1代步车质量分配表

轮胎的选择：轮胎使用的是13寸的充气胎，普通斜交型。因该车车速慢，普通斜交胎满足使用性能，行驶平稳，安全舒适。传动系统的选择：此代步车设计电机在后桥，采用后轮驱动，用变速手柄对电机变速，实现代步车快慢速的转换。代步车的传动系统由主减速器和驱动桥组成。3.2几何模型的建立使用UG对代步车车架和车身进行建模。根据收集的数据，该代步车车架主要参数为：主要结构件选择30*30mm，壁厚为4mm的方型钢管。确定了车架尺寸后，开始对其进行建模。如图3-1为代步车车架简图的三维模型。该模型的前半部用来安装前轮的悬架和转向，后半部分用来安装后轮悬架和驱动桥，中间用于存放蓄电池，最上面部分安装座椅。悬架及减震器经过耳片与车架相连。图3-2为为代步车车身简图图3-1老年代步车的车架简图图3-2老年代步车的车身简图

第四章车架及车身的结构静力学分析4.1车架和车身有限元模型的建立4.1.1几何模型的简化用有限元法进行分析计算时，模型的简化是非常重要的。老年代步车车架结构复杂，是一种空间的薄壁结构，而且其上面连接的复杂部件很多，不可能全部建立成有限元模型，所以对模型的进行简化就非常有必要了。它的目的在于既要真实反映车架运动时的各种特性，又要减少计算的时间，并保证计算精度。老年代步车车架主要由辅助承载件、承载件及工艺装饰件组成。虽然前两部分对车架有限元计算分析时的影响并不大。但对计算时的难度和用时有影响，因此，在尽量满足分析计算的情况下，对代步车的车架结构模型进行简单优化，便于分析计算。优化措施主要有以下的几点：1）分析时，将各个车架间的焊缝和空洞忽略，车架上的倒角，圆角部分改成直角，使车架结构的表面尽量光滑。2）忽略不承重的构建和装饰部件，这样可以缩小单元格的数量。如：方向盘的支座、座椅部分等，这些部件几乎不受力，可以忽略不计算。3）主从节点，有限元分析时会出现不收敛现象，因此对两个位置较近的节点合并，这样分析时更加准确。虽然对代步车的结构简化了，但这样也会产生误差。省略了一些未承重构件，降低了车架计算时的刚度，强度，虽然使得所受的应力变大一点。但这种分析的方法还是比较准确的，结果可靠。参照以上几点要求，先在三维绘图软件UG中建立了老年代步车车架构造的三维模型，将模型进行必要的简化处理，使其尽可能的满足上述的简化结构和分析要求，最后得出用来分析的模型如图4-1所示。图4-1简化后的老年代步车的车架模型4.1.2几何模型的导入用UG软件，把简化的车架和车身模型另存为Parasolid格式，在ANSYS中用输入接口可以将车架和车身模型导入。如图4-2和4-3所示。需要指出的是导入的模型只包含车架即可，这样在进行有限元分析时加快分析。图4-2导入ANSYS后的车架模型图4-3导入ANSYS后的车身模型4.1.3网格单元的选择车架的有限元分析有梁单元和板单元两种。但梁单元的分析时不能准确模拟模型的梁单元截面特征，应力集中也无法准确分析。使用板单元时虽然能分析上下平面的载荷情况。但实际上还受到其他方向上的力。所以在此次设计中，我采用了实体单元。实体单元可以很准确的反应该模型的受力情况，结合了板单元和梁单元的优点。因此论文采用SOLID186实体单元。此单元是高阶立体，有20个节点。他运用的20个节点，各个节点都能约束3个自由度。可以反应三维空间中各个方向的变化。所以用该单元可以很好的进行车架分析。在划分单元格时还需要考虑几个问题：1）在划分单元格时，三角单元划分不要有特别大或者特别小的角度。四边形单元格大小适中，不要影响分析的结果。2）单元格的大小要适中。在受力大的结构处，单元划分时要紧密一些。在受力较小的区域，单元划分时可以大一些。3）节点的个数要合理。在不影响分析时要尽量的减小节点数量。4.1.4网格的划分想要正确划分车架网格并且要保证网格的质量满足条件，对汽车车架的几何模型进行必要的处理是很关键的。建立车架模型时，感觉车架在汽车的结构中属于相对复杂的类型。因此，我在进行车架模型的建立时，总会出现点线面共处于一个位置的现象。所以，我在划分网格的时候常有好几个节点出现在相同的位置上，或者是有两相接的单元边界上没有共同节点的现象。这样会在网格划分的时候出现不合理的现象，产生各种错误。因此，参考网上何种文献，在进行网格划分的时候要对所建立的模型进行合并，这样可以消除不需要的实体。还可以使用布尔运算的方法，布尔运算可以消除部分不能合并的实体。1）单元尺寸和形状的控制。在进行网格划分的时候，网格的大小越小，网格的数量越多，这样划分出来的网格就越好。但划分的网格过多，会导致软件计算的时间很长；虽然将单元的尺寸放大，可以减少软件的计算时间，但这样划分出的网格不够严谨，他的质量不高。因此，准确的规定单元尺寸，是网格划分中很重要的一个环节。在满足计算时间短的同时，还要有高的网格质量。单元形状的选择对网格质量也有影响。在此次设计中，我用了三角形单元和矩形单元两种共同使用的方法。三角形单元具有适应性强，可用于各种结构复杂的结构，但他在进行计算时，计算不够准确且计算时间也长；矩形单元他的适应性与三角形相比交叉，但他的计算更会准确，计算的时间也相对的短。所以采用三角形和矩形单元相结合的方式对结构进行网格的划分。2）网格划分器的选择。在该软件中有两种划分器可以使用：自由和映射法。自由划分器不单独限制单元，也没有特殊的分布模式。而映射法需要单元要有必要的分布模式，且他还要求限制全部的单元。映射法里有三种划分方法，包括：三角形面网格单元和四边形面网格单元，要有一种六面体网格单元。通过以上对网格划分控制的介绍，经过多次分析计算，最终老年代步车车架在网格划分时选用SOLID186实体单元，采用映射网格划分的方法，划分单元后车架的单元数为7128个，节点数为47188个。网格划分结果如图4-4和4-5所示。图4-4划分网格后的车架模型通过以上对网格划分控制的介绍，经过多次分析计算，最终老年代步车车身在网格划分时选用实体单元，。网格划分结果如图4-5所示。图4-5划分网格后的车身模型4.1.5材料选择车架的简化模型图导入到ANSYS工作台后，还需要对其进行材料设置。方型钢管材料选择4130钢，其泊松比为0.279,杨氏模量为211GPa，密度为7850kg/m3，其屈服强度为780Mpa,添加材料后，车架重量为27.919kg。车身的简化模型图导入到ANSYS工作台后，还需要对其进行材料设置。方型钢管材料选择6061铝合金，其泊松比为0.330,杨氏模量为68.9GPa，密度为2750kg/m34.2车架和车身2种工况的强度分析4.2.1车架及车身满载四轮同时着地工况分析本小结分析老年代步车在满载状况下四轮同时着地工况。在该工况下，老年代步车车架主要承受的载荷有车架重量，车架上各个部件的重量和坐在车上人的重量。该工况下能够模拟出老年代步车在承受所有载荷的状况下，在路面状况良好，四轮平稳的匀速行驶。这种工况是代步车日常行驶状态中最常见的一种工况。在该工况行驶时，车架结构并不会产生很大的扭矩变形。但会产生较大的弯曲变形，在车架的水平位置上。主要是因为车轮和地面的碰触的地方发生了相反的作用力，这种相反的力使得车架受到较大的垂直载荷，从而产生变形。在该满载的工况下进行有限元分析时，车架他本身的重量与它受到的外界载荷和动载荷系数成倍数关联。动载荷系数的最大值要小于等于2.5。通过核对车架的性能，在模型的节点上选择2.5系数，力的方向为垂直向下。老年代步车车速低，正常为10km/h。因此，在正常低速行驶的代步车的受力状况与代步车静止不动状态下的受力状况差不多。车架所受的力有自身的重力与车架上各种零件的重量，最后还有坐在车上的人的重量。把这些载荷以集中载荷和均布载荷的形式分别施加在相应位置和节点上。在进行载荷的约束时，在两前轮的悬挂上施加全自由度的约束，在后轮的方向上施加上垂直方向的约束。车身本身重量以施加垂直方向上的加速度来完成。经过ANSYS软件对老年代步车车架结构进行分析后，从图中可以看出代步车车架满载工况下应力分布以及等效位移情况。其中图4-6为老年代步车车架结构在满载四轮同时着地工况下的等效位移分布图，图4-7为老年代步车车架结构在满载四轮同时着地工况下的等效应力分布情况。图4-6车架结构等效位移分布云图图4-7车架结构等效应力分布云图通过此分析，在图中我们能够看出，车架在满载的工况下它的最大位移量时0.143mm。主要是在车架的中间大梁部位发生。老年代步车大部分时间处于平稳匀速行驶状态。因此，主要的载荷由中间的大梁来承受。所以，大梁处的变形量也是最大的。在优化时主要通过加大梁的尺寸来完成优化目的。应力最大值为123.84MPa。小于材料的屈服强度，符合要求。车身满载四轮同时着地工况分析经过ANSYS软件对老年代步车车身结构进行分析计算，得到老年代步车车身结构在满载四轮同时着地工况下的应力应变分布情况，其中图4-8为老年代步车车身结构在满载四轮同时着地工况下的等效位移分布图。图4-9为老年代步车车身结构在满载四轮同时着地工况下的等效应力分布情况。图4-8车身结构等效位移分布云图图4-9车身结构等效应力分布云图由图中结果可以看出车身在此种工况下位移最大量为0.145mm，应力最大值为23.77MPa。小于材料的屈服强度，符合要求。4.2.2车架满载紧急制动工况分析老年代步车的材料为普通4130钢，因代步车的行驶速度慢，一般情况下符合材料的安全要求。在本小结分析的紧急制动工况下，紧急制动产生的冲击载荷可能会导致车架与悬架相连接的地方发生断裂。所以要对紧急工况下车架的强度进行分析。车辆除了在正常平稳的道路行驶外，还会遇到各种复杂的路面，在复杂路面行驶时，车辆会经常性的加速或减速，这样就产生了很大的惯性力。惯性力会导致代步车承受很大的反向载荷，载荷的大小由行驶时制动的减速度，和车上所有的重量来决定。该小结进行的有限元分析是代步车在四轮完全抱死时的现象进行分析。通过在车架模型上施加施加纵向加速度来模拟紧急制动的工况状态。确定行驶时的车速为50m/s，制动距离为7m来分析计算。那么他的制动减速度为9.8m/s2。但代步车的车速和减速度是无法达到这么大的，但为了在校核车架的刚度与强度时，可以使代步车的安全系数变得更高。则假设代步车可以达到上述的车速和减速度。在代步车产生紧急制动时，行驶速度逐渐变小。选取载荷系数1.5来进行计算。制动时，车辆整体往前倾，要在车架的后部加上悬架和车轮的重量。其余的重量分别加载在相应的节点上。在进行施加约束步骤时，约束前轮与悬架相接处节点全部水平自由度。解除这些节点处的所有转动自由度；约束后轮与减震连接处节点的Z方向自由度和X方向自由度，其它各节点自由度均不施加。经过有限元分析软件ANSYS对老年代步车车架模型进行分析计算，得到老年代步车车架在紧急制动时应力应变分布情况，其中：图4-10为老年代步车车架结构在满载紧急制动工况下的等效位移分布图，图4-11为老年代步车车架结构在满载紧急制动工况下等效应力分布情况。图4-10车架结构等效位移分布云图图4-11车架结构等效应力分布云图因为紧急制动的原因，在施加纵向加速度后，使得车架后部往前收的趋势。车架的前半部分向前倾斜，但倾斜的幅度并不大。因为质量调配比重和底部纵向刚度这两个要素在底层和顶层相差无几。所以在代步车的上部没有发生明显的往前倾的现象。最大变形发生在车架中间部分位置上，最大变形量为0.149mm。变形量相对较小，产生最大变形量的原因主要是人坐在后部，后部承受了很大的载荷。在代步车紧急制动时产生的向前倾斜的现象而导致了后部产生了载荷，使得中部位置产生变形。在紧急制动工况下，车架结构所受最大应力为122.58MPa，发生在前轮两端悬挂处，小于材料的屈服强度，满足要求。车身紧急制动工况分析通过有限元分析软件ANSYS对老年代步车