某鋁合金前副車架設計分析與試驗驗證

連 昊，陳元衛

（柳州五菱汽車工業有限公司，廣西 柳州545007）

0 前言

副車架作為車身與汽車懸掛連接部件之間的一種輔助裝置，屬于汽車底盤的安全結構件，它對于提高汽車的舒適性和安全性有很大的幫助，現在其材料一般為鋼。但近年來，汽車輕量化的發展勢頭迅猛，鉛合金在汽車行業中的使用比例越來越大，目前除合資車企以外，部分自主品牌車企也已開發鋁合金副車架的車型，鋁合金副車架已逐漸成為未來底盤的趨勢。本文主要闡述基于鋼制前副車架的輕量化設計而開發的一款鋁合金前副車架，通過CAE分析與臺架試驗驗證設計符合整車使用需求，且重量降低了約34%。

1 鋁合金前副車架設計

1.1 結構設計

本文鋁合金前副車架是基于一款鋼制前副車架的輕量化設計，其邊界數據均保持不變：包括下擺臂、轉向器、穩定桿、隔震器、車身、排氣系統、傳動軸、發動機、變速器及其他附件等，形成了前副車架包絡，基于這個包絡創建出鋁合金前副車架設計的初始空間模型[1-3]。

目前市場上鋁合金前副車架結構形式以一體式鑄造和焊接式為主，針對該副車架的設計輸入，本文列出了三種結構方案及其優缺點對比，最終，選擇了方案三，三段式鑄造拼焊，具體如下表1所示。

表1 鋁合金副車架方案對比分析

方案確定后就進行詳細的結構設計：首先創建出副車架初始的空間模型，然后利用Optistruct軟件的拓撲優化功能進行拓撲優化，約束剛度和模態，優化目標質量最小；……