基于机构运动学的多连杆悬架下控制臂优化

为实现某多连杆悬架下控制臂的轻量化设计,结合机构运动学和有限元优化方法,通过运动包络技术获得下控制臂的初始设计域,综合运用拓扑优化和尺寸优化技术确定下控制臂的优化设计方案。通过典型工况强度校核以及样车可行性与可靠性试验综合验证,实现了满足运动空间和强度要求下控制臂的正向设计。文章提出的优化设计方法能够为汽车悬架零部件的轻量化设计提供参考。     

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。     

汽车悬架控制臂的可靠性拓扑优化

本文中基于变密度法,建立了具有可靠性约束的连续体结构拓扑优化模型,以结构设计区域体积最小化为目标函数,对某一汽车的悬架控制臂进行带解耦格式的可靠性拓扑优化。首先,根据一次可靠度法中可靠性指标的几何意义寻求满足目标可靠性指标约束的设计点;然后,依据随机变量的灵敏度信息将随机变量修正为确定性变量;最后,将问题分解为可靠性分析和等价的确定性拓扑优化两个独立子问题,进行确定性可靠性拓扑优化,并以某一汽车的悬架控制臂为例,验证了所提算法的有效性。结果表明:与确定性拓扑优化相比,带解耦格式的可靠性拓扑优化可获得更加可靠的拓扑优化构型,可最大限度地满足经济性和安全性的设计要求。     

汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化

以多工况下的柔度(静态)和振动固有频率(动态)为目标函数,对汽车悬架控制臂进行多目标拓扑优化。基于SIMP变密度的拓扑优化方法,将多级容差序列规划与折衷规划法相结合,首先进行自由振动工况下的频率优化,然后以此为基础进行静态工况下的柔度优化,最终得到了同时满足静态柔度最小和振动低阶频率最高要求的控制臂拓扑结构。     

基于电动汽车轮胎异常磨损的悬架硬点优化分析

对电动汽车车身质量增大带来的轮胎异常磨损进行了悬架硬点分析及优化设计。运用Adams/Car建立双叉臂前悬架刚柔耦合虚拟样机模型,验证了车身质量增大会对外倾角与前束角的匹配关系产生影响,也会增大轮胎侧滑。在优化设计中提出选取更多硬点但仅优化其Z坐标的方案,二次优化与初次优化的结果对比表明,方案可行且可大幅降低优化计算量和缩减研发周期,同时优化后的电动车型双叉臂悬架的车轮外倾角与前束角的匹配关系得到了优化、轮胎侧滑量大大减小,有效减轻了轮胎的异常磨损。     

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。     

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.     

自卸车举升机构三角臂轻量化设计研究

应用虚拟样机技术和拓扑优化技术,对自卸车举升机构三角臂进行了轻量化设计和可制造化设计研究,建立了基于整车的参数化仿真分析模型和15个工况点的拓扑优化设计模型,使得结构重量明显降低,提高了企业的经济效益。     

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。