某牽引車車架多目標拓撲優(yōu)化設計與分析.pdf

1、隨著高速公路網(wǎng)的發(fā)展，半掛車因安全性好、運輸效率高等優(yōu)點，成為目前物流市場中的重要車型之一。作為半掛車的動力來源，牽引車的研發(fā)受到商用車企業(yè)的高度重視。車架作為牽引車的主要承載部件，其性能的好壞直接影響牽引車的整車性能。因此，能否設計出力學性能好、質(zhì)量輕便、制造成本低的車架顯得尤為重要。為避免傳統(tǒng)設計中的盲目性，本文將拓撲優(yōu)化方法引入到牽引車車架的結構設計中，不僅為設計人員提供了一種科學的設計方法，而且能夠找到最合理的設計方案。

2、　　以往對車架的拓撲優(yōu)化設計只是考慮以柔度最小為目標函數(shù)的單目標拓撲優(yōu)化，然而車架實際中工況復雜，單目標拓撲優(yōu)化設計不能得到最理想的車架結構。為了得到同時滿足靜態(tài)多工況剛度和動態(tài)振動固有頻率要求的牽引車車架結構，本文對牽引車車架進行多目標拓撲優(yōu)化設計。采用折衷規(guī)劃法定義多剛度拓撲優(yōu)化目標函數(shù)的數(shù)學模型，而振動固有頻率拓撲優(yōu)化目標函數(shù)的數(shù)學模型則采用平均頻率法定義，綜合剛度與振動固有頻率多目標函數(shù)的數(shù)學模型也采用折衷規(guī)劃法定義。通過優(yōu)化得

3、到同時滿足剛度和振動頻率要求的車架拓撲結構。
　　根據(jù)拓撲優(yōu)化結果，在Pro/E中對拓撲優(yōu)化車架進行三維建模，然后將模型導入到Hypermesh中進行有限元靜態(tài)和模態(tài)分析，結果分析表明拓撲優(yōu)化車架滿足使用要求，并且總體靜態(tài)模態(tài)性能均優(yōu)于原車架，總體質(zhì)量減重5.01％。仿真結果同時驗證了將多目標拓撲優(yōu)化設計引入到車架設計中的可行性。
　　在追求安全環(huán)保、減重降耗的目標的市場環(huán)境下，對牽引車車架進行輕量化設計很有必要性。在滿足對