汽车转向节拓扑优化方法研究及应用.pdf

学兔兔 汽 车 工 程 2014年 (第36卷)第4期 AutomotiveEngineering 2014087 汽车转向节拓扑优化方法研究及应用水 兰凤崇 --，张浩锴 ，r，王家豪r，陈吉清 (1．华南理工大学机械与汽车工程学院，广州 510640；2．华南理工大学，广东省汽车工程重点实验室，广州 510640) [摘要] 为使汽车悬架系统中机件转向节在轻量化的基础上满足各工况下的汽车动力学性能要求，运用折衷 规划法定义多工况下转向节的静态刚度和第 1阶模态频率最大化的综合 目标函数 ，进行结构的拓扑优化。以某方 程式赛车转向节为例进行优化的结果表明，转向节的刚度和 1阶模态频率均有显著提高，质量有所减轻，说明该方 法可行有效。 关键词：转向节；多工况；折衷规划；拓扑优化 StudyandApplicationofTopologyOptimization TechniqueforVehicleSteeringKnuckles LanFengchong ，ZhangHaokai ，WangJiahao，＆ ChenJiqing，。 1．SchoolofMechanical＆AutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology，GuangzhoU 510640； 2．SouthChinaUniversityofTechnology，GuangdongProvincialKeyLaboratoryofAutomotiveEngineering，Guangzhou 510460 [Abstract] Forsteeringknuckle,thekeypartofvehiclesteeringsystem，tomeetthedynamicsperformance requirementsofvehicleindifferentconditionsonthebaseoflightweighting，acombinedobjectivefunctionformaxi- mizingboththestaticstiffnessandthefirstordermodalfrequencyofsteeringknuckleundermulti—conditionsiSde— finedbyapplyingthecompromiseprogrammingtechnique，andastructuraltopologyoptimizationisconducted011the steeringknuckleofaFomr ularacingcarasanexample,Theresultsshow thatboththestaticstiffnessandthefirst ordermodalfrequencyofsteeringknuckleincreasesignificantlywithsomereductioninitsmass，indicatingthefeasi— bilityandeffectivenessofthetechniqueadopted． Keywords：steeringknuckle；multi-conditions；compromiseprogrammi ng；topology optimi zation 题的不同可分为拓扑优化、形状优化和尺寸优化。 日JI舌 针对转向节的结构特点，结构拓扑优化最适用