全承载大客车车架的拓扑优化设计-北京大学学报哲学社会科学版.PDF

ISSN 1674-8484 汽车安全与节能学报, 2015 年, 第6 卷 第1 期 08/ 13 CN 11-5904/U J Automotive Safety and Energy, 2015, Vol. 6 No. 1 66—71 全承载大客车车架的拓扑优化设计 1,2 1 1 1 苏瑞意 ，钟  薇 ，桂良进 ，范子杰 （1. 清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084 ，中国； 2. 北京机电工程总体设计部，北京 100854 ，中国） 摘  要： 在某全承载大客车车架设计中，为了减轻车架质量、改进加强梁布局，对地板横梁、斜撑 加强梁等结构进行了拓扑优化设计。在客车车架前后轴之间区域构建拓扑设计空间，以车身结构质量 最小为优化目标，以整车扭转刚度不小于原设计方案为约束条件，建立拓扑优化数学模型，并采用遗 传算法进行求解，获得了优化的拓扑方案。结合拓扑优化结果和安装要求，改进了车架的设计方案。 ° 改进方案与原方案比较，设计空间中的加强梁从 9根减少为3 根，整车扭转刚度提高150 Nm/( )，质 量减少了20.8 kg，材料利用率（刚度增量与质量增量之比）提高了1.5 倍。 关键词： 全承载大客车；车架；轻量化；拓扑优化；遗传算法 中图分类号： U 462.1 文献标识码： A DOI: 10.3969/j.issn.1674-8484.2013.01.008 Topology optimization design of integral bus chassis 1,2 1 1 1 SU Ruiyi , ZHONG Wei , GUI Liangjin , FAN Zijie (1. State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, Tsinghua University, Beij ing 100084, China; 2. Beijing System Design Institute of Electromechanical Engineering, Beij ing 100854, China) Abstract: A topology optimization was made for the transverse beams on floor and the reinforcement beams (diagonal bracings etc.) to reduce chassis mass and to improve reinforcement beams layout of an integral bus chassis. The zone between the front and rear axles was chosen to construct the topology design space. A topology optimization formulation was est