某踏步管梁振动特性分析与结构优化

杨 明，赵浩南，王生怀，孙海明，刘 洋，张 荻

某踏步管梁振动特性分析与结构优化

杨 明1，赵浩南1，王生怀2，孙海明2，刘 洋1，张 荻2

（1.东风华神汽车有限公司，湖北 十堰 442000；2.湖北汽车工业学院，湖北 十堰 442002）

为解决某新型商用车踏步管梁设计强度不足的问题并实现结构轻量化目标，建立了踏步管梁的有限元模型，并进行强度分析。由于踏步的刚性不足导致结构强度及变形位移不满足可靠性设计要求，需进行改进，因此提出一种新的结构优化方法，将结构总质量作为设计目标，综合强度工况进行尺寸灵敏度多目标优化，优化后的踏步管梁结构不仅具有良好的振动特性，且各工况下的强度安全系数均满足了可靠性要求。通过多轴耦合振动耐久试验证实了仿真结果的有效性和轻量化方案的可行性，解决了该商用车踏步管梁强度不足的问题，同时满足了结构轻量化目标。文章总结试验测试数据提供了一种用以仿真踏步管梁强度可靠性的加载验证方式，为同类踏步管梁的结构设计提供了借鉴。

踏步管梁；轻量化；可靠性；多目标优化

随着商用车设计质量的逐步提升，在整车结构件设计的安全性、可靠性方面提出了更高的设计要求，噪声、振动与声振粗糙度（Noise, Vibration, Harshness, NVH）性能作为整车设计开发的一项重要竞争特性，各零件结构方案的性能匹配，以及底盘附属零件的振动特性在整车市场质量评价中占据着举足轻重的地位。同时，伴随国六B排放标准的即将实施，越来越多的主机厂投身于整车轻量化的研究，在设计阶段借助仿真分析工具实现结构的模块化、集成化和场景化，实现产品性能、质量和成本的平衡。……