沙滩车后桥受力分析计算及其优化
徐跃进+王梦翔
摘要本文主要对沙滩车（ATV）跳跃时后桥受力进行分析计算。根据对沙滩车跳跃后桥的分析计算，可得到沙滩车（ATV）跳跃时安全性、稳定性和骑乘人员的安全舒适性情况。
关键词后桥受力分析自由落体跳跃
Analysis and optimization of the force of a certain type of four wheeled all terrain vehicle rear axle
Xu YuejinWang Mengxiang
（Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing， 401331, China）
Abstract:This paper were mainly analysis and calcuation of the rear axle force about ATV in jumping.According to analysis and calculation to get the situation of the safety,stability and ride comfort about ATV in jumping.
Key words:analysis of the rear axle force;free fall;jump
0引言
沙滩车［1］（ATV）为娱乐型车，由于主要的工作路面为山区和碎石公路，所以经常产生跳跃，而产生跳跃主要的受力在后桥，后桥承受力的情况直接决定沙滩车的跳跃性。有许多沙滩车跳跃时经常会发生断裂，使骑乘人员的安全性得不到保证，由此，我们在设计沙滩车时必须对沙滩车后桥进行分析计算。
1沙滩车车桥模型受力分析的建立
由于整车飞跃时先落地的是两个后轮，后轮再作用给后桥，由此可得出后桥的受力分析图如图1（F1、 F2 为轮胎作用后桥的力；F3 、F4为整车作用后桥的力）。图1沙滩车后桥模型受力分析图2实验条件
2.1试验条件及方法
沙滩车各项参数［2］如下：
整车空载质量：m总=1825 kg，m前=94 kg，m后=885 kg
整车+一人（实为785 kg）：m总=261 kg，m前=116 kg，m后=145 kg
沙滩车整车试验飞行高度为1 m，速度30 km/h。
2.2试验运行轨迹
根据以上试验条件及方法可以分析出整车运动轨迹及受力情况如图2（实际计算时可将整车运行简化为自由落体运动）。
图2整车运动轨迹及受力情况3沙滩车后桥受力分析计算
3.1根据图2将整车运行简化为自由落体运动
H=12gt2
式中H—整车飞行高度；
t—整车飞行时间。
有已知H=1 m；
∴1=12×98×t2
∴t=045 s
又根据公式v末=gt
式中v末—整车落地时的速度。
∴v末=98×045=441 km/h
根据动量公式：△P=mv；冲量公式：I=Ft
根据动量守恒定律I=△P
所以Ft=P2-P1；Ft=mv2-mv1（t为作用时间,估测1秒）
Ft=mv末-mv初
∴F=mv末-mv初t=261×4411=1151 N
3.2后桥力矩平衡
根据图1后桥受力分析图得
F=F1+F2=F3+F4
∴F1=F2=12F=1151/2=5755 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4
∴F4=1151/2086=55178 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4=59922 N
图1受力分析计算可以知道F3、F4为后桥两个较大受力点，其中F3比F4要大，可以知道F3为后桥的最大受力点。得出后桥的最大受力点的力后，可以通过剪切力矩及弯曲应力计算出后轮轴的最小安全直径。
4优化改进
综上所述，在设计运动型沙滩车后桥轴时，只需要将图1中F3和F4两个受力点处的直径增加到受力要求就可以满足整车使用要求，从而节省材料及减轻整车重量。
参考文献：
[1]吴瑾.全地形车（ATV）国内外研究现状与应用前景分析［J］.科技创新导报，2012（27）.
[2]庄志，艾兆虎，郭正冉.摩托车理论与结构设计［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1991.（05）摘要本文主要对沙滩车（ATV）跳跃时后桥受力进行分析计算。根据对沙滩车跳跃后桥的分析计算，可得到沙滩车（ATV）跳跃时安全性、稳定性和骑乘人员的安全舒适性情况。
关键词后桥受力分析自由落体跳跃
Analysis and optimization of the force of a certain type of four wheeled all terrain vehicle rear axle
Xu YuejinWang Mengxiang
（Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing， 401331, China）
Abstract:This paper were mainly analysis and calcuation of the rear axle force about ATV in jumping.According to analysis and calculation to get the situation of the safety,stability and ride comfort about ATV in jumping.
Key words:analysis of the rear axle force;free fall;jump
0引言
沙滩车［1］（ATV）为娱乐型车，由于主要的工作路面为山区和碎石公路，所以经常产生跳跃，而产生跳跃主要的受力在后桥，后桥承受力的情况直接决定沙滩车的跳跃性。有许多沙滩车跳跃时经常会发生断裂，使骑乘人员的安全性得不到保证，由此，我们在设计沙滩车时必须对沙滩车后桥进行分析计算。
1沙滩车车桥模型受力分析的建立
由于整车飞跃时先落地的是两个后轮，后轮再作用给后桥，由此可得出后桥的受力分析图如图1（F1、 F2 为轮胎作用后桥的力；F3 、F4为整车作用后桥的力）。图1沙滩车后桥模型受力分析图2实验条件
2.1试验条件及方法
沙滩车各项参数［2］如下：
整车空载质量：m总=1825 kg，m前=94 kg，m后=885 kg
整车+一人（实为785 kg）：m总=261 kg，m前=116 kg，m后=145 kg
沙滩车整车试验飞行高度为1 m，速度30 km/h。
2.2试验运行轨迹
根据以上试验条件及方法可以分析出整车运动轨迹及受力情况如图2（实际计算时可将整车运行简化为自由落体运动）。
图2整车运动轨迹及受力情况3沙滩车后桥受力分析计算
3.1根据图2将整车运行简化为自由落体运动
H=12gt2
式中H—整车飞行高度；
t—整车飞行时间。
有已知H=1 m；
∴1=12×98×t2
∴t=045 s
又根据公式v末=gt
式中v末—整车落地时的速度。
∴v末=98×045=441 km/h
根据动量公式：△P=mv；冲量公式：I=Ft
根据动量守恒定律I=△P
所以Ft=P2-P1；Ft=mv2-mv1（t为作用时间,估测1秒）
Ft=mv末-mv初
∴F=mv末-mv初t=261×4411=1151 N
3.2后桥力矩平衡
根据图1后桥受力分析图得
F=F1+F2=F3+F4
∴F1=F2=12F=1151/2=5755 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4
∴F4=1151/2086=55178 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4=59922 N
图1受力分析计算可以知道F3、F4为后桥两个较大受力点，其中F3比F4要大，可以知道F3为后桥的最大受力点。得出后桥的最大受力点的力后，可以通过剪切力矩及弯曲应力计算出后轮轴的最小安全直径。
4优化改进
综上所述，在设计运动型沙滩车后桥轴时，只需要将图1中F3和F4两个受力点处的直径增加到受力要求就可以满足整车使用要求，从而节省材料及减轻整车重量。
参考文献：
[1]吴瑾.全地形车（ATV）国内外研究现状与应用前景分析［J］.科技创新导报，2012（27）.
[2]庄志，艾兆虎，郭正冉.摩托车理论与结构设计［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1991.（05）摘要本文主要对沙滩车（ATV）跳跃时后桥受力进行分析计算。根据对沙滩车跳跃后桥的分析计算，可得到沙滩车（ATV）跳跃时安全性、稳定性和骑乘人员的安全舒适性情况。
关键词后桥受力分析自由落体跳跃
Analysis and optimization of the force of a certain type of four wheeled all terrain vehicle rear axle
Xu YuejinWang Mengxiang
（Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing， 401331, China）
Abstract:This paper were mainly analysis and calcuation of the rear axle force about ATV in jumping.According to analysis and calculation to get the situation of the safety,stability and ride comfort about ATV in jumping.
Key words:analysis of the rear axle force;free fall;jump
0引言
沙滩车［1］（ATV）为娱乐型车，由于主要的工作路面为山区和碎石公路，所以经常产生跳跃，而产生跳跃主要的受力在后桥，后桥承受力的情况直接决定沙滩车的跳跃性。有许多沙滩车跳跃时经常会发生断裂，使骑乘人员的安全性得不到保证，由此，我们在设计沙滩车时必须对沙滩车后桥进行分析计算。
1沙滩车车桥模型受力分析的建立
由于整车飞跃时先落地的是两个后轮，后轮再作用给后桥，由此可得出后桥的受力分析图如图1（F1、 F2 为轮胎作用后桥的力；F3 、F4为整车作用后桥的力）。图1沙滩车后桥模型受力分析图2实验条件
2.1试验条件及方法
沙滩车各项参数［2］如下：
整车空载质量：m总=1825 kg，m前=94 kg，m后=885 kg
整车+一人（实为785 kg）：m总=261 kg，m前=116 kg，m后=145 kg
沙滩车整车试验飞行高度为1 m，速度30 km/h。
2.2试验运行轨迹
根据以上试验条件及方法可以分析出整车运动轨迹及受力情况如图2（实际计算时可将整车运行简化为自由落体运动）。
图2整车运动轨迹及受力情况3沙滩车后桥受力分析计算
3.1根据图2将整车运行简化为自由落体运动
H=12gt2
式中H—整车飞行高度；
t—整车飞行时间。
有已知H=1 m；
∴1=12×98×t2
∴t=045 s
又根据公式v末=gt
式中v末—整车落地时的速度。
∴v末=98×045=441 km/h
根据动量公式：△P=mv；冲量公式：I=Ft
根据动量守恒定律I=△P
所以Ft=P2-P1；Ft=mv2-mv1（t为作用时间,估测1秒）
Ft=mv末-mv初
∴F=mv末-mv初t=261×4411=1151 N
3.2后桥力矩平衡
根据图1后桥受力分析图得
F=F1+F2=F3+F4
∴F1=F2=12F=1151/2=5755 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4
∴F4=1151/2086=55178 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4=59922 N
图1受力分析计算可以知道F3、F4为后桥两个较大受力点，其中F3比F4要大，可以知道F3为后桥的最大受力点。得出后桥的最大受力点的力后，可以通过剪切力矩及弯曲应力计算出后轮轴的最小安全直径。
4优化改进
综上所述，在设计运动型沙滩车后桥轴时，只需要将图1中F3和F4两个受力点处的直径增加到受力要求就可以满足整车使用要求，从而节省材料及减轻整车重量。
参考文献：
[1]吴瑾.全地形车（ATV）国内外研究现状与应用前景分析［J］.科技创新导报，2012（27）.
[2]庄志，艾兆虎，郭正冉.摩托车理论与结构设计［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1991.（05）
摘要本文主要对沙滩车（ATV）跳跃时后桥受力进行分析计算。根据对沙滩车跳跃后桥的分析计算，可得到沙滩车（ATV）跳跃时安全性、稳定性和骑乘人员的安全舒适性情况。
关键词后桥受力分析自由落体跳跃
Analysis and optimization of the force of a certain type of four wheeled all terrain vehicle rear axle
Xu YuejinWang Mengxiang
（Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing， 401331, China）
Abstract:This paper were mainly analysis and calcuation of the rear axle force about ATV in jumping.According to analysis and calculation to get the situation of the safety,stability and ride comfort about ATV in jumping.
Key words:analysis of the rear axle force;free fall;jump
0引言
沙滩车［1］（ATV）为娱乐型车，由于主要的工作路面为山区和碎石公路，所以经常产生跳跃，而产生跳跃主要的受力在后桥，后桥承受力的情况直接决定沙滩车的跳跃性。有许多沙滩车跳跃时经常会发生断裂，使骑乘人员的安全性得不到保证，由此，我们在设计沙滩车时必须对沙滩车后桥进行分析计算。
1沙滩车车桥模型受力分析的建立
由于整车飞跃时先落地的是两个后轮，后轮再作用给后桥，由此可得出后桥的受力分析图如图1（F1、 F2 为轮胎作用后桥的力；F3 、F4为整车作用后桥的力）。图1沙滩车后桥模型受力分析图2实验条件
2.1试验条件及方法
沙滩车各项参数［2］如下：
整车空载质量：m总=1825 kg，m前=94 kg，m后=885 kg
整车+一人（实为785 kg）：m总=261 kg，m前=116 kg，m后=145 kg
沙滩车整车试验飞行高度为1 m，速度30 km/h。
2.2试验运行轨迹
根据以上试验条件及方法可以分析出整车运动轨迹及受力情况如图2（实际计算时可将整车运行简化为自由落体运动）。
图2整车运动轨迹及受力情况3沙滩车后桥受力分析计算
3.1根据图2将整车运行简化为自由落体运动
H=12gt2
式中H—整车飞行高度；
t—整车飞行时间。
有已知H=1 m；
∴1=12×98×t2
∴t=045 s
又根据公式v末=gt
式中v末—整车落地时的速度。
∴v末=98×045=441 km/h
根据动量公式：△P=mv；冲量公式：I=Ft
根据动量守恒定律I=△P
所以Ft=P2-P1；Ft=mv2-mv1（t为作用时间,估测1秒）
Ft=mv末-mv初
∴F=mv末-mv初t=261×4411=1151 N
3.2后桥力矩平衡
根据图1后桥受力分析图得
F=F1+F2=F3+F4
∴F1=F2=12F=1151/2=5755 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4
∴F4=1151/2086=55178 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4=59922 N
图1受力分析计算可以知道F3、F4为后桥两个较大受力点，其中F3比F4要大，可以知道F3为后桥的最大受力点。得出后桥的最大受力点的力后，可以通过剪切力矩及弯曲应力计算出后轮轴的最小安全直径。
4优化改进
综上所述，在设计运动型沙滩车后桥轴时，只需要将图1中F3和F4两个受力点处的直径增加到受力要求就可以满足整车使用要求，从而节省材料及减轻整车重量。
参考文献：
[1]吴瑾.全地形车（ATV）国内外研究现状与应用前景分析［J］.科技创新导报，2012（27）.
[2]庄志，艾兆虎，郭正冉.摩托车理论与结构设计［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1991.（05）摘要本文主要对沙滩车（ATV）跳跃时后桥受力进行分析计算。根据对沙滩车跳跃后桥的分析计算，可得到沙滩车（ATV）跳跃时安全性、稳定性和骑乘人员的安全舒适性情况。
关键词后桥受力分析自由落体跳跃
Analysis and optimization of the force of a certain type of four wheeled all terrain vehicle rear axle
Xu YuejinWang Mengxiang
（Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing， 401331, China）
Abstract:This paper were mainly analysis and calcuation of the rear axle force about ATV in jumping.According to analysis and calculation to get the situation of the safety,stability and ride comfort about ATV in jumping.
Key words:analysis of the rear axle force;free fall;jump
0引言
沙滩车［1］（ATV）为娱乐型车，由于主要的工作路面为山区和碎石公路，所以经常产生跳跃，而产生跳跃主要的受力在后桥，后桥承受力的情况直接决定沙滩车的跳跃性。有许多沙滩车跳跃时经常会发生断裂，使骑乘人员的安全性得不到保证，由此，我们在设计沙滩车时必须对沙滩车后桥进行分析计算。
1沙滩车车桥模型受力分析的建立
由于整车飞跃时先落地的是两个后轮，后轮再作用给后桥，由此可得出后桥的受力分析图如图1（F1、 F2 为轮胎作用后桥的力；F3 、F4为整车作用后桥的力）。图1沙滩车后桥模型受力分析图2实验条件
2.1试验条件及方法
沙滩车各项参数［2］如下：
整车空载质量：m总=1825 kg，m前=94 kg，m后=885 kg
整车+一人（实为785 kg）：m总=261 kg，m前=116 kg，m后=145 kg
沙滩车整车试验飞行高度为1 m，速度30 km/h。
2.2试验运行轨迹
根据以上试验条件及方法可以分析出整车运动轨迹及受力情况如图2（实际计算时可将整车运行简化为自由落体运动）。
图2整车运动轨迹及受力情况3沙滩车后桥受力分析计算
3.1根据图2将整车运行简化为自由落体运动
H=12gt2
式中H—整车飞行高度；
t—整车飞行时间。
有已知H=1 m；
∴1=12×98×t2
∴t=045 s
又根据公式v末=gt
式中v末—整车落地时的速度。
∴v末=98×045=441 km/h
根据动量公式：△P=mv；冲量公式：I=Ft
根据动量守恒定律I=△P
所以Ft=P2-P1；Ft=mv2-mv1（t为作用时间,估测1秒）
Ft=mv末-mv初
∴F=mv末-mv初t=261×4411=1151 N
3.2后桥力矩平衡
根据图1后桥受力分析图得
F=F1+F2=F3+F4
∴F1=F2=12F=1151/2=5755 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4
∴F4=1151/2086=55178 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4=59922 N
图1受力分析计算可以知道F3、F4为后桥两个较大受力点，其中F3比F4要大，可以知道F3为后桥的最大受力点。得出后桥的最大受力点的力后，可以通过剪切力矩及弯曲应力计算出后轮轴的最小安全直径。
4优化改进
综上所述，在设计运动型沙滩车后桥轴时，只需要将图1中F3和F4两个受力点处的直径增加到受力要求就可以满足整车使用要求，从而节省材料及减轻整车重量。
参考文献：
[1]吴瑾.全地形车（ATV）国内外研究现状与应用前景分析［J］.科技创新导报，2012（27）.
[2]庄志，艾兆虎，郭正冉.摩托车理论与结构设计［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1991.（05）摘要本文主要对沙滩车（ATV）跳跃时后桥受力进行分析计算。根据对沙滩车跳跃后桥的分析计算，可得到沙滩车（ATV）跳跃时安全性、稳定性和骑乘人员的安全舒适性情况。
关键词后桥受力分析自由落体跳跃
Analysis and optimization of the force of a certain type of four wheeled all terrain vehicle rear axle
Xu YuejinWang Mengxiang
（Chongqing College of Electronic Engineering, Chongqing， 401331, China）
Abstract:This paper were mainly analysis and calcuation of the rear axle force about ATV in jumping.According to analysis and calculation to get the situation of the safety,stability and ride comfort about ATV in jumping.
Key words:analysis of the rear axle force;free fall;jump
0引言
沙滩车［1］（ATV）为娱乐型车，由于主要的工作路面为山区和碎石公路，所以经常产生跳跃，而产生跳跃主要的受力在后桥，后桥承受力的情况直接决定沙滩车的跳跃性。有许多沙滩车跳跃时经常会发生断裂，使骑乘人员的安全性得不到保证，由此，我们在设计沙滩车时必须对沙滩车后桥进行分析计算。
1沙滩车车桥模型受力分析的建立
由于整车飞跃时先落地的是两个后轮，后轮再作用给后桥，由此可得出后桥的受力分析图如图1（F1、 F2 为轮胎作用后桥的力；F3 、F4为整车作用后桥的力）。图1沙滩车后桥模型受力分析图2实验条件
2.1试验条件及方法
沙滩车各项参数［2］如下：
整车空载质量：m总=1825 kg，m前=94 kg，m后=885 kg
整车+一人（实为785 kg）：m总=261 kg，m前=116 kg，m后=145 kg
沙滩车整车试验飞行高度为1 m，速度30 km/h。
2.2试验运行轨迹
根据以上试验条件及方法可以分析出整车运动轨迹及受力情况如图2（实际计算时可将整车运行简化为自由落体运动）。
图2整车运动轨迹及受力情况3沙滩车后桥受力分析计算
3.1根据图2将整车运行简化为自由落体运动
H=12gt2
式中H—整车飞行高度；
t—整车飞行时间。
有已知H=1 m；
∴1=12×98×t2
∴t=045 s
又根据公式v末=gt
式中v末—整车落地时的速度。
∴v末=98×045=441 km/h
根据动量公式：△P=mv；冲量公式：I=Ft
根据动量守恒定律I=△P
所以Ft=P2-P1；Ft=mv2-mv1（t为作用时间,估测1秒）
Ft=mv末-mv初
∴F=mv末-mv初t=261×4411=1151 N
3.2后桥力矩平衡
根据图1后桥受力分析图得
F=F1+F2=F3+F4
∴F1=F2=12F=1151/2=5755 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4
∴F4=1151/2086=55178 N
∴F3=76/70 F4=1086 F4=59922 N
图1受力分析计算可以知道F3、F4为后桥两个较大受力点，其中F3比F4要大，可以知道F3为后桥的最大受力点。得出后桥的最大受力点的力后，可以通过剪切力矩及弯曲应力计算出后轮轴的最小安全直径。
4优化改进
综上所述，在设计运动型沙滩车后桥轴时，只需要将图1中F3和F4两个受力点处的直径增加到受力要求就可以满足整车使用要求，从而节省材料及减轻整车重量。
参考文献：
[1]吴瑾.全地形车（ATV）国内外研究现状与应用前景分析［J］.科技创新导报，2012（27）.
[2]庄志，艾兆虎，郭正冉.摩托车理论与结构设计［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1991.（05）
