[发明专利]一种铝合金压铸减震塔的结构设计方法

摘要

本发明提出一种铝合金压铸减震塔的结构设计方法，根据对原钢制减震塔结构分析和实验测试结果，提取出相关性能数据并建立拓扑优化空间；接着对拓扑优化空间进行设计区域和非设计区域的划分；对设计区域，通过拓扑优化确定加强筋的合理位置分布；根据对拓扑优化结果得到的加强筋位置分布，重新建立带加强筋分布的减震塔模型，通过尺寸优化进一步得到加强筋的最优厚度；最后对尺寸优化后的减震塔模型进行校核，确保所设计的结构满足使用性能需求。本发明缩短了设计周期，提高了设计效率，结构轻量化效果明显，综合性能得到显著提升。

主权项

1.一种铝合金压铸减震塔的结构设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1)从整车模型数值分析和实验测试结果中，提取出钢制减震塔一阶模态，在不同极限工作状态下的受力边界条件，以及不同极限工作状态下对应的特征点处的最大位移量；S2)根据钢制减震塔结构，设计一个包含原结构几何形状且不和前车身其它零部件产生装配干涉的拓扑优化空间，对拓扑优化空间进行设计区域和非设计区域的划分：表层一定厚度设置为非优化区域，作为减震塔基本结构，内侧其余部分为设计区域，作为加强筋分布位置的优化区域；S3)以步骤S1)中提取的不同极限工作状态下对应的特征点处的最大位移量作为约束条件，步骤S2)中的设计区域单元密度为优化设计变量，整体质量最小化为优化设计目标，通过拓扑优化结果确定加强筋的位置；S4)以步骤S1)中提取的不同极限工作状态下对应的特征点处的最大位移量作为约束条件，依据步骤S3)得到的加强筋的位置重新建模，以加强筋厚度为优化设计变量，整体质量最小化为优化设计目标，通过尺寸优化结果确定加强筋的宽度；S5)对拓扑优化和尺寸优化得到的结构进行校核，确保所设计的铝合金压铸减震塔适用于铝合金压铸工艺，且结构满足步骤S1)中所提取的不同极限工作状态下对应的特征点处的最大位移量要求。