某中卡驾驶室前悬置的拓扑优化设计

本文旨在通过某中卡驾驶室前悬置的结构优化设计过程,阐述如何在给定空间，根据车辆结构的使用要求寻找出其材料的最佳布局方式，从而使车辆结构最大限度地实现轻量化。传统结构优化设计过程大致为假设-分析-校核-重新设计，有时这个过程需要重复多次，很难找出最佳设计方案，用材裕度一般较大。本文前悬置的结构优化设计中，直接优化出其结构材料的最佳布局从而实现前悬置的轻量化。其优化设计方法过程如下：确定前悬置相关的极限强度工况(七种)和安全法规要求的前拍工况，运用多体软件建立中卡整车模型，分析提取极限强度工况载荷；建立驾驶室前拍工况模型，计算提取前拍工况载荷；建立前悬置的优化模型，施加前面提取的工况载荷，以优化设计区域密度作为优化设计变量，把各工况下的计算应力和体积作为响应，把材料屈服强度作为约束边界，以体积最小作为优化目标进行优化分析，从而得出前悬置结构材料的最佳布局方式。根据优化结果，设计人员设计出的样件一次性通过了实际强度试验验证和碰撞安全前拍工况的摸底试验，这一优化方法大大地缩短了前悬置结构的开发周期和试验时间，也节省了开发试验费用。也说明CAE技术在产品概念开发和产品设计阶段具有重要的指导参考作...