基于有限元法的车辆桁架式底盘动态分析与优化设计

赵 晶，李家林，钟建华，熊 锐

（1.广东工业大学 机电工程学院，广州 510006；2.福州大学 机械工程与自动化学院，福州 350108）

0 引言

经济发展增加了出行需求，对运输业尤其是客车的运载水平提出了挑战。随着出行需求的增大，行李运载随之增多，导致客车设计需要充分考虑大行李仓结构，而布置大行李仓需要全承载式或带有中部桁架结构的半承载式底盘[1]。车辆底盘车架承载着车辆的主要载荷，并承受车辆行驶过程中的各种力及力矩。底盘式车架的该类特性，决定了其受力的复杂性，使简单的静力学计算与分析难以实现其合理设计与优化[2]。然而，动态分析与优化直接关系到整车性能，对汽车底盘的开发设计意义重大。借助有限元分析方法，可以实现面向需求的底盘车架动态分析与优化[3,4]。

基于有限元方法的分析是实现底盘车架动态分析与优化的有效手段。任可美[4]等运用模态分析方法计算了底盘车架的前十二阶自振动频率，通过参数化优化实现了车架减重及车架激振频率优化。李真[5]等通过对车架模态的多阶模拟，实现了车身的动态性能评价。盛强[6]等通过模态分析获取车架动态特性参数，并实现了参数化设计对车辆动力特性影响的科学性评价。然而，对于中置后驱的客车而言，转向过程中，车身产生扭转，容易导致后轮悬空，但当前大多数研究并未考虑这一工程实际。因此，本研究将重点面向车轮悬空状况，进行底盘车架动态分析与优化设计。……