某半挂车车架性能分析及结构优化设计

摘要

建立某半挂车车架的三维模型和有限元模型,并进行经典工况的强度、刚度和模态分析;使用变密度法对车架进行拓扑优化,并依据优化结果对车架结构改进;通过对改进后的车架模型进行灵敏度分析,筛选出具有针对性的尺寸优化的设计变量;以筛选出的设计变量设计试验,利用响应面模型和NSGA-Ⅱ算法对车架尺寸优化,并对优化结果进行圆整和验证。结果表明,优化后的车架质量下降了293 kg,强度和刚度均符合要求,模态频率也均避开了发动机激振和路面不平所造成的振动频率,实现了轻量化的目标。