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基于Solidworks的平衡车轮架仿真分析及优化
基于Solidworks的平衡车轮架仿真分析及优化
摘要：
随着智能技术的发展，平衡车作为一种新型的个人移动工具，得到了越来越广泛的应用。然而，平衡车的稳定性和安全性问题仍然存在。本研究旨在利用Solidworks软件对平衡车的轮架进行仿真分析，并优化设计。
首先，通过搜集相关文献资料，建立了平衡车轮架的3D模型，并使用Solidworks软件进行了建模和装配。根据平衡车的运行原理，确定了仿真分析的目标——轮架的稳定性和载荷承载性。然后，设置了仿真分析的边界条件和约束，如材料属性、载荷、力矩等。在完成建模和设置仿真条件后，对轮架进行了静力学仿真分析。
通过Solidworks的仿真分析结果，得到了轮架在正常工作状态下的应力和变形情况。通过对仿真结果的分析，确定了轮架的应力分布和关键受力部位，找出了可能出现问题的区域。针对问题区域，进行了结构优化设计，包括材料选择、结构强度增强等。通过多次仿真分析与优化设计的迭代，最终得到了稳定性更好、承载能力更强的平衡车轮架设计。
最后，通过实际制作并进行实验验证，验证了优化设计的效果。实验结果显示，经过优化设计后的平衡车轮架在正常工作条件下具有更好的稳定性和承载能力，能够满足实际应用的需求。
本研究的结果具有一定的理论和实践意义，为平衡车轮架的设计和制造提供了可靠的理论指导。同时，基于Solidworks的仿真分析方法也为其他类似工程的设计和优化提供了借鉴。
关键词：平衡车、轮架、仿真分析、优化设计、Solidworks
Abstract:
Withthedevelopmentofintelligenttechnology,self-balancingscootershavebeenwidelyusedasanewtypeofpersonaltransportation.However,thestabilityandsafetyissuesofself-balancingscootersstillexist.ThisstudyaimstouseSolidworkssoftwaretosimulateandanalyzethewheelframeofaself-balancingscooter,andoptimizeitsdesign.
Firstly,relevantliteraturewascollectedtoestablisha3Dmodelofthewheelframe,andSolidworkssoftwarewasusedformodelingandassembly.Accordingtotheoperatingprinciplesofself-balancingscooters,thesimulationanalysisgoalsweredetermined,whicharethestabilityandload-bearingcapacityofthewheelframe.Then,theboundaryconditionsandconstraintsforsimulationanalysiswereset,suchasmaterialproperties,load,torque,etc.Aftercompletingthemodelingandsettingthesimulationconditions,staticanalysisofthewheelframewasperformed.
BasedontheresultsofSolidworkssimulationanalysis,thestressanddeformationofthewheelframeundernormalworkingconditionswereobtained.Throughtheanalysisofthesimulationresults,thestressdistributionandkeystressareasofthewheelframeweredetermined,andpotentialproblemareaswereidentified.Structuraloptimizationdesignwasconductedfortheseareas,includingmaterialselectionandstructuralstrengthenhancement.Throughmultipleiterationsofsimulationanalysisandoptimizationdesign,abetterdesignoftheself-balancingscooterwheelframewithimprovedstabilityan