概念设计阶段铝合金后副车架轻量化设计*

廖 莺，李 峰，李 志

(1. 爱驰汽车(上海)有限公司技术中心，上海 201800；2. 郑州机械研究所有限公司，郑州 450001；3. 长沙理工大学，工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室，长沙 410114)

前言

概念阶段非常重要，如果在此设计阶段存在设计缺陷，后期受布置空间、工艺制造等约束将要花费更多的时间与成本去弥补。汽车后副车架是车身、悬架系统的关键连接部件，对整车的操控性、舒适性和部件疲劳寿命起着至关重要的作用。它是底盘设计水平的一个重要衡量指标，所以后副车架的设计方法一直是关注的焦点[1－2]。后副车架主要功能有:(1)提高悬架与车身的连接刚度，提升车辆操控性；(2)降低路面振动，提高乘员舒适性[3]。

文献[4]～文献[6]中研究了概念阶段副车架材料轻量化、结构优化与轻量化设计。大量实践证明了各汽车厂都非常重视概念设计阶段的优化轻量化工作。ICM(independent，continuous，mapping)[7]方法是隋允康于1996年提出来的。该方法通过过滤函数和磨光函数，实现了拓扑变量的连续与离散。文献[8] ～文献[11]中研究了基于位移、应力、频率、疲劳寿命的连续体结构ICM 混合建模优化方法，为ICM 方法的工程应用奠定了牢固的理论基础。本文中在概念设计阶段引进ICM 混合建模方法，结合拓扑优化和形状优化等手段，对后副车架进行优化轻量化设计，表明该方法快速可靠。

1 基于ICM 混合建模方法的研究

1.1 优化模型的建立

基于后副车架的主要功能，设计时考虑的后副车架主要性能有模态、刚度、强度与耐久。……