某中型越野車下橫臂的輕量化設(shè)計(jì).pdf

1、越野車的懸架系統(tǒng)中，擺臂結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度特性在滿足要求的前提下，還需盡量優(yōu)化其結(jié)構(gòu)的重量，以減輕簧下質(zhì)量，增強(qiáng)懸架的承載能力。然而，對于具有復(fù)雜邊界條件的懸架下橫臂而言，單純地采用輕質(zhì)材料替換原材料具有盲目性；而單純地采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)往往優(yōu)化的空間又有限?；诖?，本文結(jié)合某中型越野車的懸架下橫臂開發(fā)項(xiàng)目，在調(diào)研了國內(nèi)外輕型材料以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對下橫臂的輕量化設(shè)計(jì)提出了兩套方案。全文圍繞這兩套方案，首先進(jìn)行了原鑄

2、鋼材料擺臂的載荷計(jì)算及其有限元分析，為這兩套方案得到的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果作對比。第一套方案中采用鍛鋁合金材料和多工況下的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，對下橫臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)；并對新設(shè)計(jì)的鍛鋁材料下橫臂進(jìn)行有限元分析，與原鑄鋼擺臂的各項(xiàng)性能進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了鍛鋁材料下橫臂結(jié)構(gòu)上的可行性。優(yōu)化結(jié)果表明，鋁合金下橫臂在滿足各工況下強(qiáng)度和剛度要求的情況下，擺臂的重量相對于鑄鋼材料降低約12.23％。第二套方案中采用碳纖維復(fù)合材料和一種兩階段優(yōu)化方法重新設(shè)計(jì)了

3、下橫臂的結(jié)構(gòu)。第一階段，采用第一套方案中的多工況下的拓?fù)鋬?yōu)化方法，對碳纖維復(fù)合材料下橫臂進(jìn)行了設(shè)計(jì)，得到了新的下橫臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；并對第一階段優(yōu)化后的碳纖維復(fù)合材料下橫臂進(jìn)行了有限元分析，分析表明，結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度上還有富余，需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的尺寸優(yōu)化。第二階段，采用尺寸優(yōu)化技術(shù)對下橫臂的鋪層厚度進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了最優(yōu)的鋪層厚度，經(jīng)分析第二階段優(yōu)化后的碳纖維復(fù)合材料下橫臂相對于第一階段優(yōu)化的下橫臂，在剛度上有所減弱，但是滿足設(shè)計(jì)要求，說明