某车型铝合金前副车架拓扑优化概念设计  

Conceptual design of topology optimization for aluminum alloy front subframe of a vehicle

作　　者：孟祥超 孙有平[1,2,3] 何江美 翟传田[1,2] 李旺珍 MENG Xiang-chao;SUN You-ping;HE Jiang-mei;ZHAI Chuan-tian;LI Wang-zhen

机构地区：[1]广西科技大学机械与交通工程学院,柳州545006 [2]广西土方机械协同创新中心,柳州545006 [3]广西汽车零部件与整车技术重点实验室,柳州545006

出　　处：《制造业自动化》2023年第10期71-75,共5页Manufacturing Automation

基　　金：柳州市科技计划(2021CBA0102);广西科技大学研究生教育创新计划(GKYC202110)。

摘　　要：首先采用虚拟路面整车模型动态提载的方法确立了原钢制副车架各硬点在典型工况下的载荷,以此载荷作为铝合金副车架拓扑优化概念设计阶段的载荷输入。在Hypermesh的Optistruct模块对原副车架包络体进行拓扑优化,将体积百分比和加权柔度作为优化响应,以最小化加权柔度为目标,以体积百分比为约束条件,并引入对称约束与制造约束,进行多工况拓扑优化,获得了副车架最佳受力结构。采用材料替换的方法以铝代钢,拓扑优化概念设计后的副车架在不低于原副车架性能目标的前提下实现减重1.84kg,轻量化率达11.5%。通过对概念阶段的铝合金副车架进行性能分析,结果表明,铝合金副车架满足设计要求,此方法对于副车架概念设计阶段具有一定的可行性。

关 键 词：动态提载 铝合金副车架 拓扑优化 概念设计 

分 类 号：TH122[机械工程—机械设计及理论] U463.1[机械工程—车辆工程]