基于典璎工况的汽车下摆臂轻量化设计-论文.pdf

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1、2014年第3期(总第367期)食业科技吁发展基于典璎工况的汽车下摆臂轻量化设计’’。。肖光育，吕迅辉，顾成波，周智{)07；2．湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司(1．上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545，湖南长沙4102()5)【摘要】文章针对某款成熟车型的前悬麦弗逊悬架下摆臂进行轻量化设计，在提gT摆臂各硬点在整车典型多个工况下的载荷的前提下，对下摆臂进行CAE分析，找出其设计裕度，并开展结构的拓扑优化，合理改进下摆臂结构，实现下摆臂结构轻量化设计。【关键词】拓扑优化；下摆臂；载荷提取；CAE分析；汽车轻量化【中图分类号】U468【文献标识码】A【文章编号】1674-()688

2、(2014)03-0017-()41谪蠢石路、沙土路、鱼鳞路、沙滩路等。另有25km长考核制动性能、转向性能、传动性能等汽车性能的山区试验路及长6042mH前，发令、节能、环保是世界汽车产业发展的i大技术的高速环形跑道。厅向。随着我同相关汽车硬环保政策的m台，以及客户对汽车除海南试验场外，我刚相关部门及相关企业陆续新建了部质量要求的不断提升，汽车轻量化设计越来越受到各大汽车企分汽车试验场，例如北京通县交通部汽车试验场、上海大众汽业的莆视。车试验场、襄樊汽车试验场、中国定远汽车试验场等。虽然，住保证汽车疲劳耐久、安全等性能的基础上，采用多种我国道路试验的硬件条件取得了长足的发展，但是传统的汽

3、车方法实现汽车的轻量化，降低整车质量，提升汽车动力性能实际道路试验仍旧存在试验周期长、花费金额多等缺点。和燃油经济性，降低油耗，采用计算机进行CAE仿真分析，随着科技的进步及计数机软硬件技术的高速发展，计算机一步的结构优化设计一并以此进行进，是实现汽车轻量化的仿真水平也随之不断提升。虚拟样机技术得到了广泛运用，具个霞要途径。体运用于机械工程、汽车设计、航空航天、航海造船及机械电对于成熟车型而言，采用拓扑优化设计和改变厚度都是可子等多个领域。例如，H本日产汽车公茜J利用虚拟样机基于整行、有效的方法。本文将以某成熟车型的下摆臂为例，研究拓车典型路况进行整车仿真设计，取得了显著的效果，极大地缩扑

4、优化在轻量化设计中的运用。短了研发周期。各大汽车研发企业为了节省研发成本及时间，基于实际道2典型路面工况的载荷提取路试验，采用虚拟样机技术，模拟仿真出计算精度较高的仿真2一．1典型路面工况T：况路面，例如前(后)制动T况、紧急前(后)制动T况、一般可通过实际道路试验对于汽车受到的载荷，、试验室极限转向工况、单侧过深坑工况、单侧上跳T况、双侧上跳工道路模拟试验及仿真模拟提取一。况、扭转工况、转向制动丁况等系列仿真工况，以此来部分相埘同外汽车工业强困，我国的汽车道路试验起步较晚，代替实际道路试验，加速研发进度。1958年，海南汽车试验研究所的前身海南热带汽车试验站成2．2ADAMS软件提取载荷

5、0：，在前苏联专家的指导下，我国汽车行业开始摸索道路试常用的动力学仿真软件有ADAMS、Viflual．1ab等，此外验—、，到1975年，在地方政府的大力支持下，机械：r业部正式ETA公司的VPG软件是基于Nastran及LsDYNA有限元软件批准建设海南汽车试验场项日，至1986年，阁家为海南汽车接口开发的整车仿真软件，可以通过有限元方法，模拟整车及试验站做了中国第一个详细的汽车试验场发展规划1。各利路面，提取在典型路面下的硬点载荷。。8215m的可靠H前，海南试验场占地约80km，拥有长本文将采用成熟的ADAMS软件仿真麦弗逊前悬架结构在性试验跑道，共铺设了18类共30种不同的试验路

6、丽，基本包制动、转向、过深坑等典型工况下，下摆臂3个硬点所受的力一与力矩含厂我H的些典刹路面，如扭曲路、沙滩路、搓板路、鹅卵。一一工)【作者简介】肖光育(1986)，男，湖南娄底人，上汽通用五菱汽车股份有限公司助理程师，研究方向：汽车底盘悬挂系统开发；吕迅辉(1985，工一)男，广西柳州人，上汽通用五菱汽车股份有限公司助理程师，研究方向：汽车底盘悬挂系统开发；顾成波(1986，男，湖南湖大艾盛汽车技术开工一工程师发有限公司底盘CAE分析程师，研究方向：汽车底盘CAE分析；周智(1985)，男，湖南湖大艾盛汽车技术开发有限公司底盘结构，研究方向：汽车底盘结构开发。，‘食业科技j发腱2014年

7、第3期(总第367期)al▲、-厂前悬架模剂并完成装配任ADAMS／C模块下，建，根据实车参数，完成质量、硬点、衬套、弹簧和减振器特性等数据的修改、所建模型女【】图1所示。图2下摆臂有限元计算模型摆臂模型采用2维壳单元模拟。网格大小为5mm，共计5743个单元、5734个节点。“”将本文2．2中提取的载荷，加载到摆臂的3个硬点处，图1前悬架动力学仿真提交计算软件进行运算。一3南设计经验判断l：．2有限元计算结果，下摆臂受