基于ABAQUS 的某型号轿车连杆拓扑优化设计

朱鑫垚，赵宇，李彦

（200093 上海市 上海理工大学 机械工程学院）

0 引言

2009 年以来,我国汽车产销量已经连续11年位居世界首位。国家不断加大对汽车行业的扶持，促进汽车行业向智能化与网联化的方向发展，让我国有望在新一轮全球汽车行业竞争中实现跨越式发展[1]。为了能达到这一发展目标，需要汽车行业采用足够智能化与功能强大的仿真设计软件来实现这一宏伟目标。其中ABAQUS 软件有着强大的计算功能，是十分理想的设计与仿真软件，能够为企业使用者或者个人使用者提供完整的分析途径，目前已经大量应用于汽车领域，能为使用者们提供有效的优化设计方案。

根据相关研究显示，连杆进行相关优化可以降低连杆质量并能有效降低生产成本[2]。基于ABAQUS 软件的拓扑优化技术能够在不影响汽车相关性能的前提下，减轻汽车质量进而降低生产成本，能够为汽车企业带来可观的经济效益。

1 零件建模

连杆是汽车发动机中常见的零件，其作用是连接活塞和曲轴，并将转矩由活塞传递给曲轴。在工作时连杆会受交变载荷的影响，是发动机的重要受力部件，主要受力表现为拉伸及压缩[3]。连杆受力情况与其本身质量呈现一定比例关系，对其进行轻量化，不仅可以降低机械损失，提高发动机效率，还可以减少转动惯量，进而能够改善发动机的噪音问题[4]。连杆的设计已经十分成熟，其轻量化主要是通过所用材料和相关制造工艺来实现。连杆的制造工艺为铸造，因为铸造的成本较低，且生产过程容易掌控。……