基于铸铝工艺的悬架下控制臂可变壁厚优化设计

以采用铸铝工艺成型的汽车悬架下控制臂为研究对象,基于Opti Struct尺寸优化与CATIA曲面建构方法,开展可变壁厚悬架下控制臂的优化设计,并通过仿真分析与实车试验验证方案的可行性与可靠性,实现下控制臂的轻量化设计。本文提出的可变壁厚优化设计方法可为汽车其它零部件的轻量化设计提供参考。     

基于Optistruct的某汽车悬架上控制臂的尺寸优化设计

采用Optistruct的优化算法,对控制臂的厚度和截面进行二次优化设计,在保证其结构强度和包络空间满足要求的同时,将其厚度由8mm减少到3mm,实现了该控制臂的轻量化设计要求.本文提出的尺寸优化设计方法可为汽车其他零部件的轻量化设计提供参考.     

汽车悬架控制臂的拓扑优化与性能计算

建立了含有球铰和衬套的汽车悬架控制臂优化设计模型,利用拓扑优化技术对悬架控制臂进行了优化设计.论述了对控制臂拓扑优化时,其优化空间的确定和载荷工况的确定方法.根据优化结果,设计了控制臂.对该控制臂的应力、固有频率和刚度进行了计算.结果表明,建立的控制臂优化模型较真实地描述了控制臂的工作特性,优化结果更符合实际情况.     

轿车悬架控制臂参数化建模及轻量化多目标优化设计

提取了汽车在加速、制动、稳态回转和最高车速行驶4种工况下前悬架控制臂的载荷,建立了控制臂的拓扑优化分析模型。以控制臂质量最轻、最大变形最小为目标函数,以控制臂的1阶弹性模态频率不低于轻量化前的频率及控制臂最大米塞斯应力小于材料的许用应力为约束条件,以控制臂参数化模型的11个参数为设计变量,建立了控制臂轻量化多目标优化设计数学模型。用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对控制臂进行轻量化多目标优化设计结果表明,在保持控制臂低阶固有振动特性、强度和刚度基本不变的条件下,轻量化后控制臂质量从2.62kg减少到2.21kg,减重15.6%,轻量化效果明显。     

全地形车悬架载荷提取与强度分析

为了使悬架的结构设计合理可靠,满足设计的安全性,通过ADAMS/car建立全地形车悬架模型,选择制动工况、转向制动工况、冲击工况进行运动学仿真分析,提取全地形车悬架控制臂连接点载荷作为控制臂有限元分析的边界条件,利用Hyperworks软件对控制臂进行不同工况下的静态强度分析,研究其应力分布,为悬架控制臂优化及疲劳分析提供参考。     

基于车辆悬架的载荷设计方法

汽车的轻量化设计一直是各大主机厂追求的设计方向,尤其是近几年电动车的发展,市场对续航能力的要求越来越高,而整车重量与续航强相关,因此,轻量化的设计显得尤为重要,而轻量化设计的源头就是悬架的载荷设计。论文基于某多连杆后悬架结构,提出一种载荷设计的方法,综合考虑悬架的载荷分配及运动学特性和动力学特性（KC）,通过试验设计（DOE）及最优化设计手段寻求硬点最佳分布,达到降低悬架载荷目的,从而为结构轻量化设计提供良好基础。     

基于可靠性原理的悬架下摆臂轻量化设计研究

基于可靠性理论,结合有限元结构优化方法进行某悬架下摆臂的轻量化设计.轻量化设计后的结构质量略有减少,结构可靠性大大增加,达到了结构优化设计的目的.优化后的结构在原理样车上的应用验证了有限元分析结果的正确性和该优化设计方法的可行性.     

导向臂支架强度及疲劳的分析与优化

为解决某重型货车复合空气悬架导向臂支架在道路试验中失效的问题,对该导向臂支架进行了结构优化.文章利用HyperWorks软件的RADIOSS模块和FEMFAT软件分别对该导向臂支架进行静强度和疲劳寿命分析,根据分析结果,在HyperWorks软件的Optistruct模块下对导向臂支架进行结构优化设计.结果表明,经过优化后的导向臂支架强度和疲劳寿命都得到提高,质量较原结构减轻13％.该方法可广泛应用于类似车辆部件的优化设计工程.     

基于DFSS的多连杆后悬架上控制臂优化设计

结合某新车型多连杆后悬架上控制臂的正向设计开发工作,采用六西格玛设计的方法,确定设计需求和关键技术指标,选择概念方案并进行优化设计。结合CAD和FEA技术,对后上控制臂的结构形状和截面参数进行设计优化,使其不但满足重量目标还有较好的结构强度特性,该项目开发的后上控制臂在台架试验上表现良好,达到了设计目标。     

某自卸车转向与悬架干涉的ADAMS校核和优化设计

汽车设计中通常采用平面作图法校核转向与悬架干涉量,但该方法有一定缺点。本文结合某自卸车的方案布置,探索运用ADAMS/View软件对转向与悬架干涉量进行校核和优化设计的方法。以车轮跳动引起的转向与悬架干涉量最小为优化目标,对转向垂臂的布置位置进行了优化,并对制动引起的转向与悬架干涉量进行了校核。按照优化结果进行布置,可得到理想的转向、悬架协调运动关系。     

双横臂悬架上、下摆臂轻量化设计

利用Catia软件对悬架系统进行实体建模,并利用HyperMesh软件进行拓扑优化分析和刚、强度分析,同时结合对未来轻量化材料的探讨,寻找双横臂悬架轻量化设计方法。     

基于HyperWorks应用复合材料的轻量化悬架限位支架设计

某轻型卡车后悬采用钢板拼焊件加橡胶缓冲块作为悬架限位装置,但金属件支架外形笨重且高度尺寸固定,同一高度支架无法完全适配不同的悬架系统,不利于零部件状态精简及整车轻量化要求。文章应用复合材料通过结构改进对悬架限位支架进行优化设计,基于HyperWorks软件有限元分析及试验验证等方法论证优化后支架的可靠性,在满足强度性能的同时实现降本降重及零部件种类精简。     

汽车多材料控制臂拓扑优化方法

为进一步提高汽车控制臂轻量化水平,提出了一种壳/填充结构多材料拓扑优化方法。采用两组设计变量建立材料插值模型:对第1组设计变量进行两步滤波,利用归一化密度梯度范数将壳区域与填充区域分离;第2组设计变量用于分配填充区域多种材料。为避免填充材料过度聚集,通过映射函数的隐式方法将局部体积约束扩展为多材料填充问题。控制臂优化算例结果表明,材料插值模型能有效识别壳特征和实现局部体积约束,控制臂主体质量较原钢制控制臂减轻13.2%,转向和制动工况下应力水平分别降低55.0%和39.7%,获得较好的轻量化效果。     

重型载货汽车复合空气悬架导向臂支架优化设计

针对某重型载货汽车复合空气悬架导向臂支架在道路试验中失效的问题,建立该导向臂支架的有限元模型,应用有限元法对其进行静强度和疲劳寿命分析。基于连续体结构拓扑优化技术对支架进行优化设计,并对改进后的模型进行静强度、疲劳寿命的计算。结果表明,经过优化设计的导向臂支架强度和疲劳寿命都得到提高,质量也有所减轻,且经实车试验验证了优化方案的可靠性。     

大学生方程式赛车（FSC）立柱性能分析方法

立柱的性能是决定双横臂独立悬架系统操纵轻便性和稳定性、安全性的重要特征。怎样保证设计的立柱满足恶劣工况下强度和变形量的要求是提高悬架系统性能的关键因素。首先对立柱进行轻量化和提高强度的优化设计,建立立柱的三维模型。然后通过有限元分析（ANASYS Workbench）和仿真分析（ADAMS）集成的方法模拟立柱在制动和高速极限转弯时的应力分布情况和变形位移量,分析结果表明立柱的性能符合悬架系统的功能要求。     

某重型卡车踏步支架总成轻量化设计

为积极响应整车轻量化目标,并降低产品种类、降本增效,文章通过有限元方法对某重型卡车的踏步支架进行了结构优化设计分析,通过一种新冲压件结构替代原来两种冲压件焊接结构,并采用高强度钢代替普通钢板材料,对其结构进行拓扑优化对比,在保证装车强度的前提下,实现踏步支架的轻量化设计。     

空气悬架推力杆支架的拓扑优化设计

基于极限状态的静态载荷,利用拓扑优化技术对某牵引车空气悬架的下推力杆支架进行了结构优化设计,在保证结构刚度和强度的基础上,达到了结构轻量化的目标;同时运用多体动力学方法:,提取了轴端随机载荷条件下该件连接部位的动态载荷,并分析了该件在该载荷条件下的疲劳损伤情况。结果:表明,优化方案较原始方案在刚度、静强度和疲劳寿命方面均有明显改善。     

油气弹簧独立悬架横臂拓扑优化设计

针对重型特种车独立悬架系统双横臂结构,通过建立整车多体动力学模型,计算得到上、下横臂在3倍垂直载荷、侧翻和紧急制动工况下的受力。在此基础上,借助Optistruct拓扑优化软件,基于变密度法对上、下横臂结构展开了以体积分数(质量)最小为优化目标,结构位移为约束的拓扑优化设计分析,并对拓扑优化后的上、下横臂结构进行强度校核和跑车试验验证。结果表明,在结构强度和可靠性满足设计要求的条件下,拓扑优化后上横臂结构减重10%,下横臂结构减重7.9%,取得较好的轻量化效果并且降低了制造成本。     

底盘下控制臂轻量化解决方案

汽车开发过程中,为能减少整车重量,使有限材料发挥最大性能,往往会涉及到轻量化以及拓扑优化。在满足汽车开发设计目标的同时,对零件提出合适的轻量化指导方案,有利于汽车制造成本节约及减少能源消耗。某车企在某车型研发初期,对车辆整备质量目标定义较为严格,对各零件轻量化设计提出了较高的要求。下控制臂是汽车底盘重要零件,通过拓扑优化方法,将下控制臂作为设计变量,使用有限元软件进行拓扑仿真,根据拓扑云图,结合控制臂不同位置的截面尺寸进行研究分析,提出较好的结构设计方案。     

前期整车后悬架硬点优化设计

在某车型后悬架硬点前期开发中,确定了整车后悬架硬点设计开发以悬架KC特性作为优化设计工况。基于工程经验和四连杆式悬架特点,选择对悬架KC特性有较大影响的悬架设计参数,通过对比分析,选用合适的DOE方法、近似模型法和优化算法,实现了整车后悬架硬点的优化设计,提高了整车开发效率。