汽车悬架控制臂的开发.doc

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1、汽车悬架控制臂的开发一、引言1.设计一个控制臂时，输入条件(1)载荷条件：一般来讲，系统的载荷已知，但是零件的载荷难于确定(2)控制臂的最大工作空间：进行控制臂尺寸设计的基本考虑点(3)软件的选择：可以进行拓扑优化(Hyper-works,Ansys等)(4)Asolidermodeler：具有高级设计特征，来Capture拓扑优化以后的复杂特征(5)形状优化软件：减轻重量，同时保持较低的应力水平。2.设计流程二、引言对各个步骤的详细解释Step1A：确定控制臂的设计空间重要性：设计空间的大小与优化结果有关过小：优化

2、的结果只是最优解的一个子集扩大：在一些载荷工况下面，这个部件可能和其它的部件重合。方法：利用Pro/E的Behavioralmodeling(BMX)确定设计空间Step1B:确定控制臂的载荷利用ADAMS建立悬架的模型，汽车在不同的行驶工况下。作用在轮胎上的力已知，控制臂和车身或者转向臂的连接点已知。由此可以确定作用在控制臂上的力。（仅仅用于初始计算，由于控制臂的形状为初步的）Step2初步设计控制臂过重，利用了最大的设计空间，但是连接点的设计要准确。Step3:拓扑优化目标：刚度最大，一阶固有频率最大等等。约束：

3、重量最轻，减小最大应力等等。软件：Optistruc、Ansys等Step4:利用拓扑优化的结果进行二次设计(1)考虑制造过程：锻造、铸造还是机加工。(2)在进行新的建模时，如何利用拓扑优化的结果Step5形状优化(Overallshapeoptimization)在进行拓扑优化时，没有加应力约束，此时需要进行形状优化。Step6：利用形状优化的结果进行第三次设计12%的weightreduction;13%stressreduction。Step7：考虑控制臂的柔性，确定作用在控制臂上的载荷控制臂的柔性可以改变作用

4、在上面的载荷。计算发现，考虑控制臂的柔性以后，作用在控制臂上载荷的改变可以达到＋/－33％，从而可能导致Fatige的改变。Step8：最终设计－部分拓扑优化和部分形状优化液锻和铸锻控制臂性能的比较Acomparativestudybetweentwofamiliesoffrontlowercontrolarmsmanufacturedvia.Cast-ForgeandNRC(NewRheocastingProcess)wascarriedoutatCitationCorporationtounderstandthe

5、processcapabilitiesofNRCinautomotivesuspensionapplications.一、研究背景目的：AbenchmarkingresearchanddevelopmentprogramwasfundedandcarriedoutwithinCitationCorporationtoevaluateandconfirmprocesscapabilitiesofNRC,aswellasitsfeasibilityandcompetitivenessinautomotivesuspens

6、ionapplications.方法：lReverseengineeringtheexistingCast-ForgecontrolarmlAnalyzetheexistingcomponenttoestablishbaselineforcomparativestudylDevelopconceptdesignforNRClOptimizeprototypedesignforweight,performance,andmanufacturabilitylUtilizeprocesssimulationtohelpes

7、tablishprocessparameterslManufactureprototypecontrolarmslBenchtestbothfamiliesofcontrolarmsformaterialsevaluationandcomponentperformancelAnalyzetestresults;Lessonslearnedassessment二、比较研究的步骤和内容1.逆向工程对目前供应商的样件进行测绘2.基NRC制造的控制臂的概念设计Theprototypedesignwasintendedtobe

8、conservativeinstructuralperformance,butaggressiveinexploringmanufacturingprocesscapability.Ithasrelativelylongthin-walledH-sectionarmsresultingmuchimprovedfore/aftstiffnessw