基于拓撲優(yōu)化方法的商用車車架設計與分析.pdf

1、商用車車架是非承載式汽車（重型商用車）車身的重要部件之一，承受車輛的大部分載荷。車輛在行駛過程中，車架勢必要承擔由彎曲、扭轉等復雜多變載荷所引起的彎矩和剪切力，而且還會承受路面和動力總成（發(fā)動機，驅動橋等）的激勵而產生振動。其性能會直接影響到車輛整體的質量，因此車架的結構設計就顯得非常重要。在很多情況下，設計人員僅靠設計經驗對車架進行結構設計，缺乏一種有效的設計方法作為設計標準供設計人員參考。
　　本文采用拓撲優(yōu)化設計方法對商用車

2、車架進行概念設計，首先查閱相關文獻，了解結構拓撲優(yōu)化方法的發(fā)展歷程、基本概念以及國內外發(fā)展情況;然后以國內某款商用車車架為優(yōu)化設計對象，利用Catia建立車架的三維幾何模型，在Hypermesh劃分網格，定義材料屬性，施加載荷和約束條件，建立車架有限元模型;根據車輛行駛中常見的七種典型工況，對車架添加應力約束和體積比約束，對車架進行靜態(tài)單工況及組合工況拓撲優(yōu)化設計，得到車架靜態(tài)組合工況下的拓撲優(yōu)化結構;然后考慮動態(tài)因素對車架性能的影響，

3、將固有頻率約束引入到優(yōu)化設計當中，依照靜態(tài)工況的設計思路，對車架進行動態(tài)工況下的拓撲優(yōu)化設計，得到動態(tài)組合工況下的車架優(yōu)化結構，并以此為模板，將其整體結構分為四個局部優(yōu)化區(qū)域，根據不同區(qū)域的具體敏感工況，對車架進行局部二次拓撲優(yōu)化設計，最終得到了與實際情況相符合的車架新結構;為了驗證車架新結構的性能，在文章的最后利用有限元方法對車架進行驗證，利用Hypermesh對車架進行靜強度分析，剛度分析以及模態(tài)分析，并將分析數據與實驗數據作對比，