基于拓扑优化的塑料尾门仿真设计

杨涛 刘莹 乔鑫

摘 要：为了探索一种满足结构要求同时尽可能的降低其重量的塑料尾门设计结构，文章基于变密度法，建立连续的尾门拓扑优化模型，填充内板与外板之间的腔体作为优化空间，根据是否将密封面作为优化对象，分别建立了全拓扑优化和局部拓扑优化两种方案，以结构设计区域体积最小为目标函数。针对模态，弯曲，扭转，中部刚度分别制定了优化目标，得到了载荷最优传递路径及它们之间的连接形式，结果表明该优化结构满足尾门设计要求，可为尾门下一步详细设计提供依据。

关键词：拓扑优化;变密度法;塑料尾门中图分类号：U462

文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2019）04-68-03

前言

“以塑代钢”作为汽车轻量化设计的有效手段之一，已被越来越多的汽车厂家所重视。塑料件从内饰逐步走向外饰，目前已塑料覆盖件的应用为主，包括塑料翼子板，塑料前端模块，塑料发舱盖以及塑料尾门等。其中，汽车塑料尾门和塑料前端模块的应用是近年来各大主机厂在轻量化方向比较倾向的思路。

塑料尾门在重量上较传统金属尾门有较大程度降低，但由于材料特性，其结构性能很难达到设计要求。文献^[1]中对尾门内板进行拓扑优化，得出尾门内板筋的最有布置，并对其形状和尺寸进行变量优化。文献^[2]对多材料分块车门内板进行拓扑优化和形貌优化。文献^[3]基于灵敏度以及尺寸优化对车门进行了轻量化进行了研究。

本文以某型号SUV在研塑……