车辆吊耳支架结构优化分析研究

刘勺华，邵亭亭，路纪雷

(1.常州机电职业技术学院 车辆工程学院，江苏 常州, 213164；2.南京徐工汽车技术中心，江苏 南京 210012)

车辆吊耳支架结构优化分析研究

刘勺华1，邵亭亭1，路纪雷2

(1.常州机电职业技术学院 车辆工程学院，江苏 常州, 213164；2.南京徐工汽车技术中心，江苏 南京 210012)

大多数重型车辆均采用吊耳支架将悬挂系统与车架连接，为车架与悬挂系统的关键承载零件之一。基于拓扑优化理论及有限元方法，使用Hyperworks中OptiStruct优化设计模块，对吊耳支架进行了拓扑优化，以在强度允许的前提下取得最佳的材料分布，使得质量最小。优化后进行了CAD模型重构，经与原件的静强度和模态比较结果表明：新设计的零件较原零件质量降低34.07%，一阶模态提高6.81%，最大应力降低5.38%。此优化方法对车辆结构设计改进具有实际工程指导意义。

车辆工程；吊耳支架；拓扑优化；Hyperworks；模型重构

0 引 言

随着消费者对汽车车速和油耗的日渐关注，汽车轻量化已经越来越被各汽车厂家所重视。笔者借助Altair公司旗下的Hyperworks软件，对重卡汽车普遍采用的吊耳支架进行应力约束下的拓扑优化设计，以在强度允许的前提下取得最佳的材料分布，使得质量最小。通过整个设计分析流程证明，任何汽车零件都有优化设计的空间，新车设计时应当充分考虑汽车的轻量化问题。

笔者以国内重型车辆吊耳支架为研究对象，借助CAE分析手段对该装置进行建模、优化、分析、重构，使其强度符合要求，重量降低。强度分析结果表明，利用CAE软件进行吊耳支架优化研究可以改善结构设计，提高汽车的自身重量，从而缩短开发周期，降低开发费用，提高市场竞争力[1-3]。……