一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，首先運(yùn)用試驗(yàn)與模擬結(jié)合的方法完成了對(duì)標(biāo)車型下控制臂的載荷提取及性能分析，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的前期應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化手段，大幅減少不必要的材料而迅速給出設(shè)計(jì)的概念性方案，但所得到的結(jié)構(gòu)輪廓較模糊，形狀不規(guī)則不易于加工，有必要對(duì)其優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行幾何修整，然而修整后的結(jié)構(gòu)會(huì)或多或少地偏離最優(yōu)結(jié)構(gòu)，所以需要應(yīng)用形貌優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、自由形狀優(yōu)化等手段繼續(xù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，以得到最優(yōu)結(jié)果。最后通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)前后下控制臂的性能分析比較，證明了運(yùn)用本設(shè)計(jì)方法可以高效經(jīng)濟(jì)地完成單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【專利說(shuō)明】一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]下控制臂作為汽車懸架系統(tǒng)的導(dǎo)向和傳力元件，它起著傳遞車架和車輪之間的一切力和力矩，緩和路面沖擊，衰減振動(dòng)等作用。它是底盤系統(tǒng)的重要安全件，在設(shè)計(jì)中要求強(qiáng)度高、可靠性好。單板沖壓件下控制臂較鑄造或焊接下控制臂具有質(zhì)量輕、焊縫少、加工方便等優(yōu)點(diǎn)，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有限元性能分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用已很成熟。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種汽車單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法有設(shè)計(jì)周期短，節(jié)約開(kāi)發(fā)成本，可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，為單板沖壓下控制臂輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種完整的通用的設(shè)計(jì)流程。
[0004]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):
[0005]一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，首先進(jìn)行對(duì)標(biāo)車型下控制臂的載荷提取并通過(guò)有限元分析方法對(duì)其進(jìn)行性能分析，然后以對(duì)標(biāo)車各項(xiàng)性能為性能約束指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)出滿足要求的單板沖壓下控制臂，對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行幾何修整，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果；具體包括以下步驟:
[0006]步驟一、提取對(duì)標(biāo)車下控制臂連接點(diǎn)處的典型工況載荷及疲勞載荷時(shí)間歷程；
[0007]步驟二、運(yùn)用有限元方法分析對(duì)標(biāo)車型下控制臂的振動(dòng)特性、剛度、強(qiáng)度、疲勞性能，將分析獲得的性能結(jié)果作為控制臂后續(xù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程的性能指標(biāo)約束；
[0008]步驟三、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，在下控制臂設(shè)計(jì)空間內(nèi)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到待設(shè)計(jì)控制臂材料的最優(yōu)分布形式；
[0009]步驟四、將步驟三的結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果修整成可沖壓加工的結(jié)構(gòu)形狀；
[0010]步驟五、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，綜合應(yīng)用尺寸優(yōu)化和形貌優(yōu)化方法對(duì)步驟四所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確定控制臂的最佳厚度及最佳加強(qiáng)筋位置形狀，修整結(jié)構(gòu)；
[0011]步驟六、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，綜合應(yīng)用形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化方法對(duì)步驟五所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善控制臂圓弧處應(yīng)力分布和確定翻邊的長(zhǎng)度，修整結(jié)構(gòu)后進(jìn)行有限元性能分析，與對(duì)標(biāo)車型下控制臂性能對(duì)比，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果；
[0012]一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，所述步驟一的具體過(guò)程如下:
[0013]1.1)根據(jù)對(duì)標(biāo)車型的懸架性能參數(shù)建立其多體動(dòng)力學(xué)模型；
[0014]1.2)將典型工況下的輪胎接地力輸入懸架多體動(dòng)力學(xué)模型，獲得下控制臂連接點(diǎn)處典型工況靜載荷；
[0015]1.3)將對(duì)標(biāo)車實(shí)車道路試驗(yàn)獲得輪心六分力信號(hào)輸入懸架多體動(dòng)力學(xué)模型，獲得下控制臂連接點(diǎn)處的疲勞載荷時(shí)間歷程。
[0016]一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，所述步驟二的具體過(guò)程如下:
[0017]2.1)對(duì)對(duì)標(biāo)車幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，設(shè)定材料屬性參數(shù)，建立有限元模型；
[0018]2.2)將下控制臂連接點(diǎn)處典型工況靜載荷輸入步驟2.1)所建有限元模型，分析得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的剛度、強(qiáng)度；
[0019]2.3)將下控制臂連接點(diǎn)處的疲勞載荷時(shí)間歷程輸入步驟2.1)所建有限元模型，分析得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的疲勞性能；
[0020]2.4)在步驟2.1)所建有限元模型中設(shè)置特征值提取卡片，進(jìn)行元自由模態(tài)分析，得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的振動(dòng)特性；
[0021]2.5)將以上有限元分析獲得的性能結(jié)果作為待設(shè)計(jì)下控制臂的性能指標(biāo)約束。
[0022]一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，所述步驟三的具體過(guò)程如下:
[0023]3.1)在對(duì)標(biāo)車下控制臂不與懸架其他構(gòu)件發(fā)生干涉的區(qū)域內(nèi)，確定待設(shè)計(jì)下控制臂設(shè)計(jì)空間后建立有限元模型；
[0024]3.2)對(duì)步驟3.1)建立的有限元模型施加工藝約束，在各性能指標(biāo)的約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以單元密度為設(shè)計(jì)變量，對(duì)下控制臂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到待設(shè)計(jì)下控制臂材料的最優(yōu)分布形式。
[0025]一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，所述步驟五的具體過(guò)程如下:
[0026]在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以下控制臂厚度、下控制臂主體形狀擾動(dòng)為設(shè)計(jì)變量，綜合應(yīng)用尺寸優(yōu)化和形貌優(yōu)化方法對(duì)所述步驟四所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確定下控制臂的最佳厚度及最佳加強(qiáng)筋位置形狀，對(duì)本步驟優(yōu)化結(jié)果重復(fù)所述步驟四操作，修整結(jié)構(gòu)。
[0027]—種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，所述步驟六的具體過(guò)程如下:
[0028]在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以危險(xiǎn)部位的弧度變化量、翻邊處形狀變化擾動(dòng)為設(shè)計(jì)變量，綜合應(yīng)用形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化方法對(duì)所述步驟五所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善下控制臂圓弧處應(yīng)力分布和確定翻邊的長(zhǎng)度，對(duì)優(yōu)化結(jié)果重復(fù)所述步驟四操作后進(jìn)行有限元性能分析，與對(duì)標(biāo)車型下控制臂性能對(duì)比，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果。
[0029]本發(fā)明提供了一種試驗(yàn)與模擬分析結(jié)合的單板沖壓下控制臂輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，首先運(yùn)用試驗(yàn)與模擬結(jié)合的方法完成了對(duì)標(biāo)車型下控制臂的載荷提取及性能分析。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的前期應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化手段，大幅減少不必要的材料而迅速給出設(shè)計(jì)的概念性方案。但所得到的結(jié)構(gòu)輪廓較模糊，形狀不規(guī)則不易于加工，有必要對(duì)其優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行幾何修整。然而修整后的結(jié)構(gòu)會(huì)或多或少地偏離最優(yōu)結(jié)構(gòu)，所以需要應(yīng)用形貌優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、自由形狀優(yōu)化等手段繼續(xù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，以得到最優(yōu)結(jié)果。最后通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)前后下控制臂的性能分析比較，證明了運(yùn)用本設(shè)計(jì)方法可以高效經(jīng)濟(jì)地完成單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明單板沖壓下控制臂設(shè)計(jì)方法流程圖
[0031]圖2為對(duì)標(biāo)車型下控制臂的載荷提取及性能分析流程圖
[0032]圖3為待優(yōu)化下控制臂設(shè)計(jì)空間俯視軸測(cè)示意圖
[0033]圖4為待優(yōu)化下控制臂設(shè)計(jì)空間仰視軸測(cè)示意圖
[0034]圖5為下控制臂輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)最終結(jié)果俯視軸測(cè)示意圖
[0035]圖6為下控制臂輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)最終結(jié)果仰視軸測(cè)示意圖

【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0037]如圖1所示為本發(fā)明的整體流程圖，一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，首先進(jìn)行對(duì)標(biāo)車型下控制臂的載荷提取并通過(guò)有限元分析方法對(duì)其進(jìn)行性能分析，如圖2所示；然后以對(duì)標(biāo)車各項(xiàng)性能為性能約束指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)出滿足要求的單板沖壓下控制臂，對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行幾何修整，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果。
[0038]本實(shí)施例單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的具體步驟如下:
[0039]步驟一、得到對(duì)標(biāo)車下控制臂連接點(diǎn)處的典型工況載荷及疲勞載荷時(shí)間歷程:
[0040]1.1)根據(jù)對(duì)標(biāo)車型的懸架性能參數(shù)，運(yùn)用八也咖軟件建立其多體動(dòng)力學(xué)模型；
[0041]1.2)根據(jù)動(dòng)載系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算出對(duì)標(biāo)車型在前進(jìn)加速、前進(jìn)制動(dòng)、倒車制動(dòng)、穩(wěn)態(tài)左轉(zhuǎn)、穩(wěn)態(tài)右轉(zhuǎn)工況下的輪胎接地力，將接地力輸入懸架多體動(dòng)力學(xué)模型，提取對(duì)標(biāo)車型下控制臂3個(gè)連接點(diǎn)處典型工況靜載荷；
[0042]1.3)將對(duì)標(biāo)車實(shí)車道路試驗(yàn)獲得輪心六分力信號(hào)輸入懸架多體動(dòng)力學(xué)模型，提取對(duì)標(biāo)車型下控制臂3個(gè)連接點(diǎn)處的疲勞載荷時(shí)間歷程。
[0043]步驟二、運(yùn)用有限元方法分析對(duì)標(biāo)車型下控制臂的振動(dòng)特性、剛度、強(qiáng)度、疲勞性能，將分析獲得的性能結(jié)果作為下控制臂后續(xù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程的性能指標(biāo)約束:
[0044]2.1)在軟件中用一階20單元對(duì)對(duì)標(biāo)車型下控制臂幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，用剛性單元即22 (剛性連接單元)模擬球鉸和襯套處的連接，設(shè)定其密度、彈性模量、泊松比及厚度等參數(shù)，建立有限元模型；
[0045]2.2)將下控制臂連接點(diǎn)處典型工況靜載荷作為載荷邊界條件輸入步驟2.1)所建有限元模型，運(yùn)用慣性釋放原理，利用1^(11088求解器得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的剛度、強(qiáng)度；
[0046]2.3)下控制臂接觸點(diǎn)處的疲勞載荷時(shí)間歷程輸入步驟2.1)所建有限元模型，運(yùn)用取?6!'郵也軟件(網(wǎng)格劃分軟件)的？社1即6 1)1-00688功能(疲勞分析模塊)建立疲勞分析工況，利用1^(11088求解器(有限元分析求解器)分析得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的各點(diǎn)處的疲勞壽命及疲勞損傷值；
[0047]2.4)在步驟2.1)所建有限元模型中設(shè)置特征值提取卡片，進(jìn)行元自由模態(tài)分析，得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的前6階彈性體模態(tài)的振型及固有頻率；
[0048]2.5)將以上有限元分析獲得的性能結(jié)果作為待設(shè)計(jì)下控制臂的性能指標(biāo)約束。
[0049]步驟三、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，在下控制臂設(shè)計(jì)空間(如圖3、圖4所示)內(nèi)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到待設(shè)計(jì)控制臂材料的最優(yōu)分布形式:
[0050]3.1)用六面體實(shí)體單元對(duì)對(duì)標(biāo)車型下控制臂不與懸架其他構(gòu)件發(fā)生干涉的空間建立有限元模型。其中襯套、球鉸區(qū)域作為非設(shè)計(jì)空間，并保持其硬點(diǎn)坐標(biāo)不變，除此之外的區(qū)域作為設(shè)計(jì)空間；
[0051]3.2)在軟件中對(duì)步驟3.1)建立的有限元模型施加向下拔模的工藝約束，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解器0的有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解器)在剛度、強(qiáng)度、疲勞性能、振動(dòng)性能約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以單元密度為設(shè)計(jì)變量，對(duì)下控制臂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到待設(shè)計(jì)下控制臂材料的最優(yōu)分布形式。
[0052]步驟四、將步驟三的結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果修整成可沖壓加工的結(jié)構(gòu)形狀:
[0053]運(yùn)用0^匕軟件將步驟三的優(yōu)化結(jié)果簡(jiǎn)化修整成規(guī)則且可沖壓加工的結(jié)構(gòu)形狀；
[0054]步驟五、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，綜合應(yīng)用尺寸優(yōu)化和形貌優(yōu)化方法對(duì)步驟四所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確定控制臂的最佳厚度及最佳加強(qiáng)筋位置形狀，修整結(jié)構(gòu):
[0055]在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解器在剛度、強(qiáng)度、疲勞性能、振動(dòng)性能約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以下控制臂厚度、下控制臂主體形狀擾動(dòng)為設(shè)計(jì)變量，綜合應(yīng)用尺寸優(yōu)化和形貌優(yōu)化方法對(duì)步驟四所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確定下控制臂的最佳厚度及最佳加強(qiáng)筋位置形狀，對(duì)本步驟優(yōu)化結(jié)果重復(fù)所述步驟四的操作，修整結(jié)構(gòu)。
[0056]步驟六、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，綜合應(yīng)用形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化方法對(duì)步驟五所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善控制臂圓弧處應(yīng)力分布和確定翻邊的長(zhǎng)度，修整結(jié)構(gòu)后進(jìn)行有限元性能分析，與對(duì)標(biāo)車型下控制臂性能對(duì)比，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果:
[0057]在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下,利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化求解器在剛度、強(qiáng)度、疲勞性能、振動(dòng)性能約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以危險(xiǎn)部位的弧度變化量、翻邊處形狀變化擾動(dòng)為設(shè)計(jì)變量，綜合應(yīng)用形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化方法對(duì)所述步驟五所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善下控制臂圓弧處應(yīng)力分布和確定翻邊的長(zhǎng)度，對(duì)本步驟優(yōu)化結(jié)果重復(fù)所述步驟四操作后進(jìn)行有限元性能分析，與對(duì)標(biāo)車型下控制臂性能對(duì)比，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果(如圖5、圖6所示)。
[0058]本設(shè)計(jì)方法不局限于一種車型沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)，也不是簡(jiǎn)單地在對(duì)標(biāo)車型下控制臂基礎(chǔ)上基于經(jīng)驗(yàn)的簡(jiǎn)單修改。而是充分考慮了設(shè)計(jì)空間、使用性能、加工工藝等要求，針對(duì)沖壓下控制臂的完整的通用的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
【權(quán)利要求】
1.一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，首先進(jìn)行對(duì)標(biāo)車型下控制臂的載荷提取并通過(guò)有限元分析方法對(duì)其進(jìn)行性能分析，然后以對(duì)標(biāo)車各項(xiàng)性能為性能約束指標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)出滿足要求的單板沖壓下控制臂，對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行幾何修整，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果；具體包括以下步驟: 步驟一、提取對(duì)標(biāo)車下控制臂連接點(diǎn)處的典型工況載荷及疲勞載荷時(shí)間歷程； 步驟二、運(yùn)用有限元方法分析對(duì)標(biāo)車型下控制臂的振動(dòng)特性、剛度、強(qiáng)度、疲勞性能，將分析獲得的性能結(jié)果作為控制臂后續(xù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程的性能指標(biāo)約束； 步驟三、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，在下控制臂設(shè)計(jì)空間內(nèi)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到待設(shè)計(jì)控制臂材料的最優(yōu)分布形式； 步驟四、將步驟三的結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果修整成可沖壓加工的結(jié)構(gòu)形狀； 步驟五、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，綜合應(yīng)用尺寸優(yōu)化和形貌優(yōu)化方法對(duì)步驟四所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確定控制臂的最佳厚度及最佳加強(qiáng)筋位置形狀，修整結(jié)構(gòu)；步驟六、在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，綜合應(yīng)用形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化方法對(duì)步驟五所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善控制臂圓弧處應(yīng)力分布和確定翻邊的長(zhǎng)度，修整結(jié)構(gòu)后進(jìn)行有限元性能分析，與對(duì)標(biāo)車型下控制臂性能對(duì)比，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟一的具體過(guò)程如下: 1.1)根據(jù)對(duì)標(biāo)車型的懸架性能參數(shù)建立其多體動(dòng)力學(xué)模型； 1.2)將典型工況下的輪胎接地力輸入懸架多體動(dòng)力學(xué)模型，獲得下控制臂連接點(diǎn)處典型工況靜載荷； 1.3)將對(duì)標(biāo)車實(shí)車道路試驗(yàn)獲得輪心六分力信號(hào)輸入懸架多體動(dòng)力學(xué)模型，獲得下控制臂連接點(diǎn)處的疲勞載荷時(shí)間歷程。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟二的具體過(guò)程如下: 2.1)對(duì)對(duì)標(biāo)車幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，設(shè)定材料屬性參數(shù)，建立有限元模型； 2.2)將下控制臂連接點(diǎn)處典型工況靜載荷輸入步驟2.1)所建有限元模型，分析得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的剛度、強(qiáng)度； 2.3)將下控制臂連接點(diǎn)處的疲勞載荷時(shí)間歷程輸入步驟2.1)所建有限元模型，分析得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的疲勞性能； 2.4)在步驟2.1)所建有限元模型中設(shè)置特征值提取卡片，進(jìn)行元自由模態(tài)分析，得到對(duì)標(biāo)車下控制臂的振動(dòng)特性； 2.5)將以上有限元分析獲得的性能結(jié)果作為待設(shè)計(jì)下控制臂的性能指標(biāo)約束。
4.按照權(quán)利要求1所述的一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟三的具體過(guò)程如下: 3.1)在對(duì)標(biāo)車下控制臂不與懸架其他構(gòu)件發(fā)生干涉的區(qū)域內(nèi)，確定待設(shè)計(jì)下控制臂設(shè)計(jì)空間后建立有限元模型； 3.2)對(duì)步驟3.1)建立的有限元模型施加工藝約束，在各性能指標(biāo)的約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以單元密度為設(shè)計(jì)變量，對(duì)下控制臂進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，得到待設(shè)計(jì)下控制臂材料的最優(yōu)分布形式。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟五的具體過(guò)程如下: 在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以下控制臂厚度、下控制臂主體形狀擾動(dòng)為設(shè)計(jì)變量，綜合應(yīng)用尺寸優(yōu)化和形貌優(yōu)化方法對(duì)所述步驟四所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確定下控制臂的最佳厚度及最佳加強(qiáng)筋位置形狀，對(duì)本步驟優(yōu)化結(jié)果重復(fù)所述步驟四操作，修整結(jié)構(gòu)。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種單板沖壓下控制臂的輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟六的具體過(guò)程如下: 在對(duì)標(biāo)車下控制臂性能指標(biāo)約束下，以質(zhì)量最輕為目標(biāo)，以危險(xiǎn)部位的弧度變化量、翻邊處形狀變化擾動(dòng)為設(shè)計(jì)變量，綜合應(yīng)用形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化方法對(duì)所述步驟五所得結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以改善下控制臂圓弧處應(yīng)力分布和確定翻邊的長(zhǎng)度，對(duì)優(yōu)化結(jié)果重復(fù)所述步驟四操作后進(jìn)行有限元性能分析，與對(duì)標(biāo)車型下控制臂性能對(duì)比，得到最終設(shè)計(jì)結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104462725SQ201410829457
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】陳靜, 黃河, 王登峰, 陳書明, 王倩, 陶興龍, 周沖 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)