[发明专利]汽车车架轻量化优化方法

权利要求书

1.一种汽车车架轻量化优化方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

根据预设建模参数，对所述汽车车架进行实体化建模以得到一车架实体模型；

根据预设扭转刚度边界条件，对所述车架实体模型进行拓扑优化分析，以确定所述汽车车架中的车架中间横梁对应的优化区域，并对所述车架中间横梁进行结构优化；

根据所述车架实体模型建立的壳体网格模型以及预设弯曲刚度边界条件，对所述汽车车架中相对两侧的主梁进行尺寸优化，以得到最优的截面尺寸以及料厚；

所述预设扭转刚度边界条件具体设置为：

在所述汽车车架的车架前端连接点、左侧主梁后悬架连接点以及右侧主梁后悬架连接点分别施加位移约束，其中在所述车架前端连接点处限制z方向位移，在所述左侧主梁后悬架连接点处限制x方向位移，y方向位移以及z方向位移，在所述右侧主梁后悬架连接点处限制x方向位移以及z方向位移；

所述预设弯曲刚度边界条件具体设置为：

在所述汽车车架的左侧主梁前悬架连接点、右侧主梁前悬架连接点、左侧主梁后悬架连接点以及右侧主梁后悬架连接点分别施加位移约束，其中在所述左侧主梁前悬架连接点处限制y方向以及z方向位移，在所述左侧主梁前悬架连接点处限制z方向位移，在所述左侧主梁后悬架连接点处限制x方向位移，y方向位移以及z方向位移，在所述右侧主梁后悬架连接点处限制x方向位移以及z方向位移。

2.根据权利要求1所述的汽车车架轻量化优化方法，其特征在于，在根据所述车架实体模型建立的壳体网格模型以及预设弯曲刚度边界条件，对所述汽车车架中相对两侧的主梁进行尺寸优化，以得到最优的截面尺寸以及料厚的步骤之后，所述方法还包括：

判断经优化后的所述汽车车架的结构强度是否符合对应的出厂强度标准；

若否，则对制作所述汽车车架的材料牌号进行更换直至符合所述出厂强度标准。

3.根据权利要求1所述的汽车车架轻量化优化方法，其特征在于，对所述车架实体模型进行拓扑优化分析需满足如下条件设置：

将所述车架实体模型的单元属性设置为体积分数响应以及拓扑优化的变量；

将所述车架实体模型中的前板簧加载点的位移设置为位移响应；

将所述车架实体模型中的约束体积分数的上限值设置为0.3。

4.根据权利要求3所述的汽车车架轻量化优化方法，其特征在于，对所述车架实体模型进行拓扑优化时，扭转作用力的施加方法为：

在所述汽车车架的所述前板簧加载点的左右两侧分别施加在竖直方向上方向相反的作用力。

5.根据权利要求1所述的汽车车架轻量化优化方法，其特征在于，对所述壳体网格模型中相对两侧的主梁进行尺寸优化，以得到最优的截面尺寸以及料厚的方法包括如下步骤：

根据所述车架实体模型，基于SFE软件进行参数化建模得到壳体网格模型；

对基于所述SFE软件参数化建模后的所述壳体网格模型，基于isight多学科优化算法对所述汽车车架的截面及料厚进行优化以得到最优的截面尺寸以及料厚。

6.根据权利要求1所述的汽车车架轻量化优化方法，其特征在于，在所述预设建模参数中，所述车架实体模型对应的网格尺寸为5~15mm，翘曲度10°，长宽比10，坍塌度0.15，雅各比0.7，对所述汽车车架进行实体化建模的软件为hyperworks。