轿车前副车架结构参数化轻量化优化设计

【摘要】随着汽车工业的不断发展，汽车给人们带来了许多方便的同时，也引发了许多问题。当今节约能源、减少环境污染已经成为汽车工业亟待解决的问题，汽车轻量化技术是解决这些问题的有效方法。汽车轻量化不仅仅能够节约材料成本和减少汽车行驶阻力，同时还能够提高汽车的燃油经济性和降低有害气体的排放。而前副车架结构作为汽车底盘的关键零部件，对于整车的行驶安全和平顺性起到至关重要的地位，前副车架结构的轻量化优化设计具有很大的意义。本文结合吉林省科技发展计划重大项目：轿车底盘零部件综合性能匹配和轻量化设计研究，通过对某轿车前副车架进行结构进行有限元分析和结构优化，达到实现结构轻量化的目的。首先，应用ADAMS软件建立了整车的刚弹耦合模型，并通过整车模型在典型工况下的仿真提取了不同工况下前副车架关键连接点的激励力情况。其次，应用Hypermesh前处理软件建立了前副车架结构的有限元模型，同时确定了结构的评价指标，进行了结构的模态特性、静力特性和传递特性分析，为后面的轻量化优化设计提供参考基准。最后，利用Mesh-Works/Morpher高级网格变形软件建立了前副车架结构的参数化模型，共定义了17个参数变量，基于Mesh-Works/Morpher、Nastran和Isight的集成，对参数化模型进行多目标优化。通过选择适当的算法，设定模型的质量、模态和最大变形量为目标函数，经过240次迭代，获得了结构的最优方案，并对优化后的模型进行了性能分析。通过对优化前后结构进行对比分析，优化后的前副车架结构减重了15%左右，同时各评价指标并没有明显的下降，满足设计要求，验证了本文这种结构参数化轻量化优化设计方法的可行性。
【作者】吴胤憧；
【导师】王登峰；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】轿车；前副车架；参数化；轻量化；结构优化；

【参考文献】
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