摘要：本文中基于变密度法,建立了具有可靠性约束的连续体结构拓扑优化模型,以结构设计区域体积最小化为目标函数,对某一汽车的悬架控制臂进行带解耦格式的可靠性拓扑优化。首先,根据一次可靠度法中可靠性指标的几何意义寻求满足目标可靠性指标约束的设计点;然后,依据随机变量的灵敏度信息将随机变量修正为确定性变量;最后,将问题分解为可靠性分析和等价的确定性拓扑优化两个独立子问题,进行确定性可靠性拓扑优化,并以某一汽车的悬架控制臂为例,验证了所提算法的有效性。结果表明:与确定性拓扑优化相比,带解耦格式的可靠性拓扑优化可获得更加可靠的拓扑优化构型,可最大限度地满足经济性和安全性的设计要求。

摘要：针对结构的多目标拓扑优化设计,提出一种基于折衷规划法归一化子目标建立综合目标函数、以灰色综合关联分析确定综合目标函数中子目标权重系数的方法。以某商用车悬架控制臂为例,运用动力学分析、静力学分析和模态分析,得到控制臂在典型工况下的刚度性能、强度性能和固有频率。用板结构进行拓扑优化和形貌优化确定控制臂外轮廓形状,再分别采用单目标拓扑优化降低典型工况下的柔顺度和提高前三阶固有频率,并采用多频率加权方式来抑制频率单目标优化时的振荡现象。将单目标拓扑优化形成的子序列与各个目标最优值形成的最优序列进行灰色综合关联分析,得到子目标的权重系数。用折衷规划法进行多目标拓扑优化,根据优化结果对控制臂进行改进设计。改进后结构分析表明:优化后的控制臂质量减轻9.3%,整体刚度性能和强度性能明显增强,各阶固有频率均有不同程度提高。

摘要：考虑到碳纤维复合材料(CFRP)轻质高强的特性,研究采用碳纤维复合材料替代钢质材料的悬架控制臂轻量化设计方法。基于等刚度原理设计碳纤维复合材料控制臂,并对比分析两种材料控制臂的结构性能,在此基础上,结合正交试验设计方法对碳纤维复合材料控制臂铺层进行优化设计。结果表明:与原钢质控制臂相比,碳纤维复合材料控制臂在满足刚度使用要求的前提下,减重48.32%,同时强度性能大幅提升,取得了较好的轻量化效果。

摘要：以汽车麦弗逊式悬架下控制臂为研究对象,在HyperWorks软件中建立其有限元模型,基于网格变形技术将控制臂本体上孔的长度和宽度、中孔直径、下孔的长度和宽度、孔深度及控制臂厚度等7个参数定义为设计变量,以质量最小、第1阶模态频率最大为优化目标,并考虑控制臂强度和刚度性能,结合最优拉丁方试验设计拟合Kriging近似模型,利用NSGA-II算法对悬架控制臂进行轻量化多目标优化,得到Pareto最优解集。优化结果表明,悬架控制臂质量降低了5.85%,同时其结构性能均满足使用要求,取得了较好的轻量化效果;基于Kriging模型和NSGA-Ⅱ算法的多目标优化方法可大幅提高控制臂结构优化效率,可为汽车零部件轻量化设计提供参考。

摘要：针对汽车悬架控制臂前衬套压装的现状,提出了一种新的前衬套自动化压装原理。基于该原理能在一台机床上实现前衬套的自动上料、自动正压和自动反压,给出了正反压一体化的实现方法,实践表明,根据新原理设计的自动化压装设备能高效率、高质量地实现前衬套的压装,所提出的压装技术不仅能实现单机自动化,也能用于控制臂多工位整线自动化压装。

摘要：应用CAE方法找到了某车型后悬架下控制臂弹簧盘定位孔在道路试验中开裂的原因,提出了通过结构优化来解决该问题的几个途径。采用DFSS方法进行正交试验设计并结合设计CAE技术进行了多方案的对比,找到了最优解决方案并通过了路试验证。

摘要：为了使汽车悬架控制臂具有更合理的结构和稳定的动态特性,在模态分析的理论基础上,应用CATIA软件建立了控制臂的三维模型,并将控制臂模型导入ANSYS分析软件中,对其进行了有限元模态分析,获得了汽车悬架控制臂前6阶的固有频率和振型,通过对前6阶模态固有振型的匹配分析,找出了汽车悬架控制臂振动的薄弱环节,为汽车悬架控制臂的进一步优化设计提供了一定的理论依据。

摘要：为满足控制臂的轻量化设计需求,提出了一种采用碳纤维复合材料(CFRP)−泡沫铝夹芯结构的汽车悬架控制臂,并对CFRP面板进行结构优化设计.通过泡沫铝准静态压缩试验验证了泡沫铝六面体胞孔模型的准确性,利用CFRP力学性能试验获得了碳纤维复合材料的性能参数,设计一种由CFRP−泡沫铝夹芯结构本体和铝合金连接件组成的悬架控制臂,控制臂本体与连接件之间采用胶−螺混合连接.在此基础上,建立CFRP−泡沫铝夹芯结构控制臂有限元模型,利用多层次优化方法对CFRP面板进行铺层优化.结果表明,相较于钢制控制臂,优化后夹芯结构控制臂的质量减少了26%,同时强度、刚度和模态性能都有所改善.

摘要：为实现悬架控制臂轻量化设计,采用碳纤维复合材料(CFRP)对钢制控制臂进行材料替换,并利用多层次优化方法对CFRP控制臂进行铺层优化。基于多尺度分析方法,考虑碳纤维复合材料细观结构参数及铺层角度对控制臂宏观性能的影响,选取细观尺度下纤维束截面高度、宽度、纱线曲折度、单位长度经纬纱数量及四个经典铺层角度作为设计变量,以控制臂的质量最小、一阶模态频率最高为优化目标,以刚度和强度为约束条件,结合响应面近似模型和NSGA-Ⅱ优化算法对碳纤维复合材料控制臂进行多尺度多目标优化,得到Pareto解集。优化结果表明,在刚度满足使用性能要求下,CFRP控制臂的质量较钢制控制臂下降了65%,且强度、振动特性等性能得到大幅提升,轻量化效果显著,可为碳纤维复合材料结构件的轻量化设计提供参考。

摘要：为了增加汽车在行驶过程中的稳定性和平顺性,便于驾驶员按照意图更好的操控车辆的运行轨迹,本文首先基于拓扑优化原理对悬架控制臂开展研究,其次按拓扑优化的节点顺序进行控制臂的建模、优化仿真、性能计算,最后通过试验验证了优化的可行性和效果。结果表明:本文提供的优化措施可行有效且具有工程指导意义,加强了悬架控制臂的结构强度,减小了零部件及整车的开发周期,对提高汽车悬架的性能表现提供了结构支持。