某微型电动车车架结构的拓扑优化设计
某电动车型的后车架结构优化设计
qiyekejiyufazhan【摘要】随着近年来燃油汽车保有量的持续增长，由此带来的能源紧张与环境污染问题日益凸显，向电动车转型是全世界的趋势，各传统汽车厂家都在着手研究新能源汽车。
新能源汽车对车身结构设计提出了新的要求。
文章介绍了一种新的电动汽车的后车架结构，不仅能够满足动力电池的承载要求，还能给予电池提供组够的安装空间及避荡空间，保证车身受后端碰撞后，电池免受后端碰撞的冲击，提高了受低速后撞车辆的行驶安全性。
【关键词】电动汽车；车架结构；电池保护【中图分类号】U463.32【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）04-0051-020引言近年来，世界主要的汽车强国纷纷表示要将新能源汽车提升至国家战略，更是提出了“禁止销售燃油汽车时间表”，同时采取了一些限行措施。
我国也在主动、积极、系统地推动新能源汽车的发展。
基于新能源汽车结构的特点，对汽车车架的设计也提出了更高的要求。
新能源汽车的碰撞性能需要满足相关安全标准和法规，包括《汽车正面碰撞的乘员保护》《乘用车后碰撞燃油系统安全要求》《电动汽车安全要求》《电动汽车碰撞后安全要求》等。
车架是汽车的主要承载、受力部件，其功能类似于人体骨骼，如果人体没有完整的骨骼系统，就不能完成正常的运动。
汽车车架不仅是汽车各个部分连接的节点和基础框架，更是承受载荷的基础构件，其结构设计强度直接关系着汽车的被动安全保护装置、电池部件保护位置、乘员的安全性保护等方面。
本文基于某车型为了解决现有技术中的不足而提供一种电动车后车架组件，通过将左后大梁和右后大梁延长设计，半包围电池，这种设计给予电池提供足够的安装空间及避荡空间，保证车身受后端碰撞后，电池免受后端碰撞的冲击，提高了受低速后撞车辆的行驶安全性。
1背景目前电动汽车后车架通常由左后大梁焊合件、右后大梁焊合件、后地板横梁焊合件、后端梁总成等零件构成。
横梁焊合件前面的空间用于布置动力电池，后面的空间为碰撞缓冲吸能区域，动力电池的安装固定于后大梁焊合件上，一般左右各两个安装点（如图1所示）。
12纯电动汽车车身多目标拓扑优化设计
关 键 词 :碰 撞 相 容 性 ;拓 扑 优 化 ;车 身 结 构 ;轻 量 化
中图分类号:U2 7 0 .2
文 献 标 识 码 :A
doi:1 0 .7 5 1 1/dllgxb2 0 1 5 0 5 00 6
0引言
随着 SUV 和 大 型 乘 用 车 的 增 多,现 今 我 国 逐渐形成了以混合交通模式为主的交通大环境. 实际交通事故统 计 数 据 表 明:绝 大 多 数 汽 车 碰 撞 发生在不同质量 级 别 的 车 型 之 间,两 车 质 量 差 超 过 2 00 kg 以上的情况约占 40 %,而当两车质量相 差一倍 时,事 故 死 亡 率 会 提 高 1 1 .6 倍.其 中 质 量 轻的车辆明显处于不利地位,乘员死亡率 极 高[1]. 这便是忽略碰撞相容性所造成的结果.
电池与控制器 是 纯 电 动 汽 车 的 关 键 部 件,在 确定电池与控制 器 的 安 装 位 置 时,需 从 汽 车 结 构 空间利用率以及 整 车 安 全 的 角 度 出 发,尽 量 将 电 池与控制器布置 于 受 碰 撞 概 率 小 的 部 位.经 综 合 考虑,最终确定进 入 下 一 步 相 容 性 壳 体 优 化 的 模 型 如 图 4 所 示,采 用 * CONSTRAINEDEXTRA-NODES-OPTION 来处理 汽 车 头 部 与 车 身的 点 焊 连 接,采 用 * CONSTRAINED-RIGIDBODIES 来处理控制器与车身的随动关系.
第5 5 卷第5 期 2015年9月
大连理工大学学报 Journal of Dalian University of Technology
Vol.5 5 , No.5 Sept. 2 0 1 5
文章编号:1 000-8 6 0 8(2 0 1 5 )0 5-0484-0 8
纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计
Gong Yuting, Li Chulin
Abstract: The finite element analysis of the bus body skeleton was carried out by Hyperworks. The light⁃ weight of the bus body skeleton was investigated based on the topology optimization techniques. The fi⁃ nite element model of the body skeleton was built, and the static analysis and modal analysis were car⁃ ried out. The topology optimization design for the bus body skeleton was performed. Based on the opti⁃ mization result and design principles of the body skeleton, the bus body skeleton structure was extract⁃ ed. The structural performance of the bus body skeleton before and after optimization was compared. and meets the performance requirements.. Key words: finite element; Hyperworks; topology optimization; lightweight The result shows the bus body skeleton, compared with the original one, gets 6.76% weight reduction,
分析纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计
分析纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计摘要：在环境问题日益突显的今天，国家对于新能源的开发和利用程度正在不断的加深，而随着清洁能源在社会中的作用加大，行业变革也开始在悄然进行。
以汽车行业为例，燃油汽车是汽车行业的主流，但是在目前的大环境下，纯电动汽车的推进已经成为了不可逆转的趋势，可以说在未来的我国，纯电动汽车的大量使用会是必然的结果。
针对这样的趋势进行电动汽车的设计和生产可以较好的抢占市场，为企业的发展打好基础。
在全面推进电动汽车的未来社会中，纯电动客车车身的骨架拓扑优化设计会成为一个研究的重点，所以本文就此问题展开分析，旨在为具体的设计提供理论思路和指导。
关键词：电动客车；车身骨架；拓扑优化；设计纯电动客车在目前的社会中已经得到了推广和应用，从具体的使用效果来看，其环保性比较强，所以国家在大力提倡电动车辆的生产和使用。
电动客车必然会成为未来客车的发展主流，这是从现如今的趋势进行判断和确定的。
从电动客车的具体分析来看，因为动力形式的转变，车身的骨架结构等也会发生明显的变化。
这既是出于动力装置的要求，也是出于安全性的需求。
本文就纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计进行分析，旨在为其设计优化工作提供帮助，实现实际上的具体提升。
一、有限元分析要进行纯电动客车车身骨架的拓扑优化设计，需要对骨架的结构受力等情况进行具体的掌握，而这些要素具有综合性和复杂性，需要有科学的方法才能获得较好的结果，所以利用有限元分析法进行具体的分析。
从概念理解来看，所谓的有限元分析指的是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。
它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件（如结构的平衡条件），从而得到问题的解。
因为实际问题被较简单的问题所代替，所以这个解不是准确解，而是近似解。
由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。
电动汽车桁架式车架结构的拓扑优化设计
基于拓扑优化的车架结构可靠性设计
关 键 词 ：可靠 性 ； 结构 优 化 ： 扑优 化 ： 限元 ； 架 拓 有 车
中 图分 类 号 ： ４ ２３５ Ｕ ６ ．＋ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ５ ２ ５ ２ １ ０ — ０ ５ ０ １ ０ — ５ ０（ ０ ０）５ ０ ３ － ４
Ｒｅ ｉ ｂｌｔ ｂａ ｅ ｓｇ ｆ ｒ Ｖｅ ｃ ｅ Ｆｒ ｍ ｅ ｗｉｈ Ｔｏ ｏ ｏ ｉａ ｌ ａ ｉｙ－ ｓ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｈｉｌ ａ ｔ ｐ ｌ ｇ ｃ ｌＯｐｔｍ ａ ａ ｉ ｎ ｉ ｚ ｔｏ
摘 要 ： 了 提高 某 载 货 车 车 架 的 力 学性 能并 减 轻 重 量 ， 可 靠 性 理 论 引入 车 架 结 构 的优 化 设计 。 考 虑 了 多 种 行 驶 工 为 将 况 的冲 击 载 荷 对 车 架 的破 坏 作 用 ， 出 多工 况 条 件 下 拓 扑 优 化 结 果 ， 立 满 足 各 总成 的布 置和 实 际 行 驶 要 求 的 新 设 给 建 计 结 构 ， 于 结 构 可 参 数 进 行 了可 靠 性优 化设 计 。 论 分析 和 车 架 的实 际 应 用 基 理 情 况表 明 ， 车 架 设 计 合 理 ， 明该 优 化 设计 方 法 进 行 车 架 结 构 设计 的 有 效 性 和 可 行 性 ， 结 构 优 化 设 计 提供 一 种 该 说 为
基于 优化的 拓扑 车架结构可靠性 设计／ 启志， 燕 余 陈
ｄ ｉ Ｏ３ ６ ４ｉ ｎ１ ０ － ５ ０２ １ ．５０ ９ ｏ： ．９ ９ ．ｓ ．０ ５ ２ ５ ．０ ００ ．０ ｌ ｓ
设 计 － 究 研
基于拓扑优化的车架结构可靠牲设计
余启志 ， 陈 燕
（ 海 工 程 技 术 大 学 高 等职 业 技 术 学 院 ， 海 ２ ０ ３ ） 上 上 ０ ４ ７
电动汽车蓄电池支架拓扑优化
电动汽车蓄电池支架拓扑优化
董宗岐
【期刊名称】《汽车工程师》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】为实现蓄电池支架的轻量化,采用变密度法构建拓扑优化模型,进行了蓄电池支架多目标拓扑优化。
结果表明:优化后蓄电池支架质量减轻16.7%,结构性能满足设计要求,并顺利通过实车路试验证。
优化过程表明,拓扑优化方法为结构轻量化设计提供了快速有效的解决方案。
【总页数】6页(P33-38)
【作者】董宗岐
【作者单位】恒大恒驰新能源汽车研究院(上海)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM912
【相关文献】
1.电动汽车驱动系统与蓄电池充电一体化混合拓扑研究综述
2.基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计
3.多目标拓扑优化下电动汽车头部结构优化设计
4.基于拓扑优化的电动汽车电池包托盘结构优化研究
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某微车座椅骨架的轻量化拓扑构型设计
某微车座椅骨架的轻量化拓扑构型设计张光亚;龚云云;程一明;程浦【摘要】采用基于变密度法(Solid isotropic Microstructures with Penalization,SiMP)的拓扑优化法对某车后座座椅骨架进行轻量化设计.考虑在安全固定点工况下的座椅强度与刚度性能,建立了座椅和白车身的有限元模型,并通过试验验证了模型的合理性.将该有限元模型转化为基于SiMP的体积约束下柔度最小化模型,通过optiStruct软件进行拓扑优化,并考虑了高强度材料的应用,最终使座椅总质量降低了2.585 kg,得到一种符合强度、刚度和轻量化要求的座椅骨架构型设计方案.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2018(008)006【总页数】8页(P423-430)【关键词】座椅骨架;轻量化;拓扑优化;变密度法【作者】张光亚;龚云云;程一明;程浦【作者单位】上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西,柳州 545007;广西艾盛创制科技有限公司,广西,柳州 545616;广西艾盛创制科技有限公司,广西,柳州 545616;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】U463.83座椅是汽车驾驶室的重要组成部件，同时也是主要的安全部件[1]。
它需要在发生交通事故时，对内部乘员进行保护，使伤害降低至最低程度。
因此，在传统的座椅设计思路中往往会选取较大的安全系数，导致座椅设计方案中存在较多的过设计。
这种传统的设计思路已无法适应当前的轻量化趋势。
事实上，如果汽车内外饰件具有相对良好的受力条件和工况，其轻量化的实现也会相对容易许多。
目前，汽车内外饰件的轻量化已受到广大汽车制造商的关注[2]。
国内的座椅轻量化研究起步较晚，20世纪90年代，才陆续有一些学者和研究机构开始了汽车座椅骨架轻量化的研究，但这些研究多限于对座椅骨架的一些过设计结构进行改进和优化，并未对整个座椅骨架进行轻量化设计[3-4]。
电动改装轿车车身结构拓扑优化分析_高云凯
电动改装轿车车身结构拓扑优化分析高云凯 孟德建 姜 欣同济大学,上海,201804摘要:把拓扑优化设计理论引入某电动改装车的承载式车身设计,利用先进的有限元分析软件,在电动改装轿车车身结构拓扑优化分析中实现了多工况、多状态变量条件下的拓扑优化设计,确定了下车身的最佳结构方案,进而在此基础上建立了新的有限元模型,并进行了模态、刚度和强度分析,设计出最终的下车身改造结构。
关键词:电动车;车身结构;拓扑优化;有限元中图分类号:U463.32;TP391.72 文章编号:1004)132X(2006)23)2522)04T opology Optimization A nalysis for Modifying Body Structure of Electric C arGao Yunkai Meng Dejian Jiang Xin Tongji University,Shanghai,201804A bstract :Topology theory was used to the analysis for modifying body structure of an electric car.With the help of advanced FEM software,topology optimization method with multi-case and multi-state varia -bles had been realized in the topology optimization analysis for modifying body structure of electric car,and the optimum structure scheme of underbody w as determined.After setting up new FE model on the basis of topology analysis results,the modal,stiffnenss and strength analysis were carried out,and modifying struc -ture for underbody was designed finally.Key w ords :electric car;body structure;topology optimization;finite element收稿日期:2005)10)17基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(2001AA501000)0 引言现代汽车工程师认为,应该在车身结构设计的初始阶段引入拓扑优化理论,而不是仅凭经验来设计或改造结构[1]。
沈智达_某车型副车架模态拓扑优化设计
某车型副车架模态拓扑优化设计沈智达陈海树刘双宇华晨汽车工程研究院某车型副车架模态拓扑优化设计Sub-frame Eigenvalue Design Base on TopologyOptimization沈智达陈海树刘双宇（华晨汽车工程研究院）摘要：本文以某车型副车架为例，介绍了基于拓扑优化方法，应用有限元软件HyperWorks 的OptiStruct模块建立有限元模型的过程。
通过优化计算，使一阶扭转模态值达到最佳水平，并对优化结果进行了台架试验对比验证，优化结果可为同类产品设计提供参考。
关键词：拓扑优化，模态频率，副车架，有限元分析，OptiStructAbstract: Based on the optimization theory, this paper introduced the process of building FEA model for sub-frame using the OptiStruct software. The results show that the 1st torsion value reaches the best level, and the actual verification was carried out through the test. The optimized results can be a reference for the similar products.Key words: Topology Optimization, Modal Frequency, Sub-Frame, FEA, OptiStruct1 引言汽车底盘的主要性能是舒适性和操控性，在悬挂系统的设计和匹配上，设计师们都尽可能的用一些复杂结构来实现舒适性和操控性的平衡，而一些对舒适性和操控性影响较大的装备和设计也应运而生，副车架就是一个典型的代表。
副车架实际是一个支撑车桥和悬架的支架，汽车的行走系统（也就是车桥，包括车轮、轮轴、差速器等部件）通过悬架元件先安装在这个支架上，再作为一个整体总成，用起减振抗扭作用的弹性橡胶垫连接到车身上。
纯电动客车底架优化设计
纯电动客车底架优化设计汽车工业领域结构优化设计方法主要有:拓扑结构优化、尺寸结构优化以及形状结构优化等［1］。
拓扑优化可以在设计阶段初期按照性能需求进行性能优化设计［2－4］，从而保证后续的尺寸优化和形状优化都是在材料最优分布的前提下进行的优化设计［5－7］。
对于客车整车骨架而言，由于车身骨架结构简单，拓扑空间较小且方钢搭建较为成熟，本文将主要考虑底架的拓扑。
为了使拓扑优化设计达到最大化，本文将不再以底架局部空间为拓扑优化对象。
因此对某款纯电动客车整个底架进行拓扑优化设计，最大程度提高原有车身骨架的整体力学性能。
1底架的第一轮拓扑优化设计1.1底架拓扑优化空间的建立。
本文分析的纯电动客车整车骨架采用HyperMesh软件进行有限元建模。
其中有限元单元总数为1290403个，节点数1260881个，三角形单元有7694个，占总数比为0.6%＜5%。
故有限元模型合格。
其整车车身骨架有限元模型如图1所示。
拓扑优化是在给定的设计空间区域内找到其最优的材料分布，以达到最优力学性能和最省材料分布的结构优化设计［8］。
所以拓扑优化被广泛用于汽车的正向设计以及轻量化设计［9－11］。
本文基于SIMP材料差值的变密度法，以拓扑空间的单元密度为设计变量;以优化后与优化前的总体积比值不大于0.1为约束条件;以柔度最小化(即刚度值最大)为目标函数进行拓扑优化。
本文所研究车型为底置电池的纯电动客车骨架，与传统燃油机客车骨架相比，纯电动客车车身结构与承受载荷基本保持不变，由于底架上的发动机换成了电池，并且电池体积分布较大，质量较重，因此底架的结构改动较大。
所以本文只将底架作为拓扑优化设计空间，车身骨架仍采用较为成熟的基础车型客车骨架作为非拓扑设计空间，并将该底架作为拓扑设计空间，车身骨架作为非拓扑设计空间的整车骨架有限元模型在Optistruct软件中进行迭代计算。
原底架如图2所示。
为使拓扑空间达到最大化，除保留底架主要横纵梁以及一些功能性方钢以外，其余斜撑等方钢全部删除。
纯电动汽车架构设计（三）：后悬架型式和车身拓扑结构
纯电动汽车架构设计（三）：后悬架型式和车身拓扑结构续：《纯电动汽车架构设计(一) ：电动车架构设计核心与前悬架选择》《纯电动汽车架构设计(二)：电池布局与造型变化》13传统燃油车悬架的局限性对于采用地板下平板电池的电动汽车而言，电池宽度主要受限于侧碰和柱碰时的门槛侵入量，同时也受后悬架形式和前车身拓扑结构影响。
动力电池长度则主要受后悬架形式和车身拓扑结构约束。
后悬架空间相对于前悬架要富余一些，所以衍生出了多种形式的后悬架。
传统燃油车后悬架，大致可以分成下面几种：1）扭力梁型悬架，也就是常说的板车悬架。
这种悬架几乎无法对轮胎跳动有任何主动控制，并且先天带有过度转向倾向。
有的扭力梁悬架会用瓦特连杆来增加车轮侧向支撑力，但仍然无法主动控制车轮前束和内倾。
在纯电动汽车上，扭力梁悬架中间无法布置驱动电机，而且扭力梁的存在会严重限制动力电池长度和宽度，所以这种悬架是不适合电动车的。
但现在很多采用传统架构的电动车采用的还是这种悬架，一般是继承燃油车原型而来。
图30 扭力梁式后悬架2）麦弗逊式后悬架，也叫双连杆、三连杆和连杆支柱式后悬架。
由两根横杆和一根拖曳臂组成。
其中一根横杆与拖曳臂一起到下摆臂作用，和滑柱一起控制车轮外倾，另一根横杆控制车轮前束，拖曳臂还能控制车轮X方向位置。
虽然看上去和麦弗逊前悬架的差别很大，但功能相似，老款凯美瑞和老款蒙迪欧就采用了这种悬架。
这种悬架对车轮外倾角的控制有先天不足，侧向支撑也差一些；为提高侧倾中心，下连杆一般比较长，无法布置驱动电机；对动力电池的宽度限制也较大。
图31 麦弗逊后悬架3）拖曳臂多连杆后悬架。
在麦弗逊后悬架上增加一个上摆臂，就变成现在A级和B级车上最常见的一种多连杆悬架，一般叫四连杆悬架，也叫欧式拖曳臂悬架或刀锋臂悬架。
这种悬架用在君越、福克斯、新汉兰达、现代名图等多种车型上，性能比麦弗逊式悬架好，但是由于拖曳臂的存在，车轮跳动过程中X方向位移比较大，对车轮控制仍然有瑕疵。
纯电动汽车车身结构耐撞性的整体拓扑优化设计
纯电动汽车车身结构耐撞性的整体拓扑优化设计雷正保;肖林辉;刘助春;阳彪【摘要】针对传统分散拓扑优化不能获得优化结果的整体性能最优的缺陷,提出了一种整体拓扑优化策略,并运用到纯电动汽车车身概念优化设计中.采用耐撞性拓扑优化法,以车身结构的耐撞性为设计目标,并以结构变形量和优化质量比为约束条件,综合考虑六种碰撞工况,得到轮廓清晰的车身拓扑构型;然后对该构型进行耐撞性性能分析.结果表明,整体拓扑构型不仅满足碰撞安全要求,而且整体优化的结果优于分散优化.【期刊名称】《汽车工程学报》【年(卷),期】2016(006)001【总页数】7页(P15-21)【关键词】纯电动汽车;耐撞性拓扑优化;汽车碰撞;整体优化【作者】雷正保;肖林辉;刘助春;阳彪【作者单位】长沙理工大学汽车与机械工程学院,长沙410114;长沙理工大学汽车与机械工程学院,长沙410114;长沙理工大学汽车与机械工程学院,长沙410114;长沙理工大学汽车与机械工程学院,长沙410114【正文语种】中文【中图分类】U469.72耐撞性拓扑优化采用基于固体材料各向同性惩罚（Solid Isotropic Microstructures with Penalization，SIMP）模型的混合元胞自动机方法（Hybrid CellularAutomata，HCA），在解决结构非线性大变形的瞬态动力学问题时，克服了传统算法数值不稳定等问题，计算效率高，收敛性好，是近来提出的很有潜力的动态拓扑优化方法［1-4］。
目前已经有学者开始对耐撞性拓扑优化在汽车碰撞安全领域的应用进行了研究。
首先，Patel等［5］对车身梁结构进行了抗撞性优化；聂昕等［6］运用耐撞性拓扑优化法对某车辆的门槛梁进行40%偏置碰撞和侧面碰撞的并行拓扑优化，提高了车辆的碰撞性能；高云凯等［7］以基于混合元胞自动机的耐撞性拓扑优化为基础对保险杠横梁进行研究，提高了保险杠横梁耐撞性。
然而这些研究仅停留在对汽车的某些结构优化设计上，属于局部分散拓扑优化范畴，分散拓扑优化没有经过整车的协调，会出现“顾此失彼”的不足，其最优解在理论上并没有达到真正的整体最优。
电动汽车车架拓扑优化分析论文
目录一课题研究的背景与意义4•1.1课题研究的背景4二设计方案42．1catia软件的介绍41.运用CATIA三维软件建立电动汽车车架5 三,电动汽车车架作动态性能方面的计算 53.1有限元静力分析的介绍63.2车架的静力分析64.1模态分析的介绍94.2车架的模态分析10五, 车架的拓扑优化145.1拓扑优化的概念145.2模型的改进145.3新模型的结构分析165.4结果的比对175.5方案可行性研究18六,总结22七，致谢23八，参考文献24一课题研究的背景与意义•1.1课题研究的背景早期的车架计算是将车架减化为两根纵梁, 进行弯曲强度的校核，这显然满足不了设计要求。
而后进行的车架扭转强度计算方法是认为车架抗弯曲刚度比抗扭刚度大很多, 进而假定车架在扭曲时整个构件都不发生弯曲, 这样就避开了车架高次超静定求解的困难。
但这种方法只计算了纯扭转工况, 没有能考虑车架的实际工况及局部扭曲(例如油箱、电瓶等) , 这种认为车架工作时各梁部只扭转不弯曲的观点是不符合试验结论的。
并且这种计算方法冗长繁杂, 计算量大, 在实际应用中也有一定困难。
随着电子计算机技术和设备的发展, 近来在复杂结构计算中新兴起一种十分有效的新方法一有限元法, 它给汽车车架计算带来了广阔的前景。
有限元方法计算车架强度问题, 不需对车架进行严格的简化, 它可以考虑各种计算要求和条件, 计算多种工况, 而且方法同样简单, 设计人员和工程技术人员很容易掌握, 计算精度高、速度快, 这就给设计人员提供了一种十分有效的方法, 并有可能进行多方案计算, 选取最佳设计参数。
可以肯定, 有限元法在汽车工程计算中将发挥越来越大的作用。
•1.2课题研究的意义车架在汽车各大总成中是非常重要的部件，特别是在半承载式车身的电动货车上，车架不仅承载着车身、动力总成、底盘系统、内外饰和装载的货物，还有路面和动力总成传递过来的各种各样复杂的静载荷和动载荷。
因此对车架进行分析和优化就显得非常重要了，这样不仅可以准确地判断车架的各种性能是否达到设计和使用的要求，可以在较低的设计和制造成本下提高汽车的各项性能指标。
城市电动客车车身结构拓扑优化设计
城市电动客车车身结构拓扑优化设计邓仲卿;阳林;李琦;吴发亮【摘要】通过有限元法计算分析电动客车实际运行中在弯曲、扭转、紧急转弯和紧急制动等典型工况下的车身结构强度与刚度,并利用ANSYS-Workbench软件平台对车身骨架结构进行拓扑优化设计,有效地降低了车身重量.【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2013(035)002【总页数】3页(P7-9)【关键词】电动客车车身;有限元法;拓扑优化【作者】邓仲卿;阳林;李琦;吴发亮【作者单位】广东工业大学机电工程学院,广州510006;广东工业大学机电工程学院,广州510006;广东工业大学机电工程学院,广州510006;广东工业大学机电工程学院,广州510006【正文语种】中文【中图分类】U463.82电动客车有零排放、零污染以及低噪声等诸多优点，但其整备质量大、续驶里程较短成为电动客车应用推广的技术难题[1-2]。
减轻电动客车总质量对延长其续驶里程、提高比功率、改善动力性具有重要意义。
电动客车车身骨架是电动客车的承载部件，所占电动客车总质量百分比最大，对电动客车车身骨架轻量化是客车轻量化研究中的重点。
本文通过建立车身有限元模型，分析不同工况下的车身刚度与强度，并采取拓扑结构优化设计方法，保持原车身材料不变，利用ANSYSWorkbench软件平台对车身骨架结构进行改进和优化。
某客车公司的6100EV型纯电动客车为10m长的城市客车，半承载式车身结构，车架通过连接角钢与左、右侧围骨架，前、后围焊接；采用动力电池取代发动机作为驱动能量且为分布式布置，顶置电动空调；建模时忽略蒙皮的影响；在车身骨架设计时，必须考虑到实际行驶过程中的最大载荷[3]。
得到的车身骨架（含车架）有限元模型单元数83038个，节点数229936个；单元尺寸采用软件默认形式，最小值达5.7816e-003mm。
弯曲工况和满载扭转工况对客车车身骨架的强度大小有直接影响。
除了分析满载弯曲工况和扭转工况外，还对紧急制动和紧急转弯工况进行静态分析[4]。
新能源汽车车架结构拓扑优化初步设计
新能源汽车车架结构拓扑优化初步设计王胜永;周美娟;李育文;张向峰;张文首【摘要】车架结构设计在新能源汽车节能环保设计中具有重要意义.文章基于拓扑优化设计理论,应用数值计算方法对新能源汽车车架结构进行了三维拓扑优化初步设计.通过新能源汽车正常运行过程中车架弯曲、扭转工况下的优化设计计算分析,得到车架结构初步的最优载荷传递路径及各构件空间连接方式.可为车架结构的进一步详细设计提供参考.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)013【总页数】3页(P10-11,18)【关键词】新能源汽车;车架结构;拓扑优化;设计【作者】王胜永;周美娟;李育文;张向峰;张文首【作者单位】郑州轻工业学院机电工程学院,河南郑州 450002;郑州轻工业学院机电工程学院,河南郑州 450002;郑州轻工业学院机电工程学院,河南郑州 450002;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连 116024;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连 116024【正文语种】中文【中图分类】U467前言发展新能源汽车工业，进行车辆能源动力系统转型，是汽车工业实现节能、环保及可持续发展的重要策略[1]。
新能源汽车多以混合动力或纯电动为主，相比于燃油汽车，其车架结构设计必然考虑动力电池的安装、保护及重量等问题。
然而，目前我国大部分新能源汽车车架结构的设计大多基于现有车架结构的改型，研发全新新能源汽车车架结构的实例较少。
基于燃油汽车车架结构的改型设计，不仅其结构优化空间非常有限，而且在考虑质量较大的电池组时，仅仅尺寸、形状等优化设计方法将可能导致新能源汽车车架结构局部力学性能不足或部分结构材料冗余[2]。
结构拓扑优化设计方法发展至今已有100多年，随着计算机及软件技术的发展，已经广泛应用于土木、化工、航空等工程领域。
结构拓扑优化设计方法主要有离散结构和连续体结构拓扑优化两大类。
其核心思想是在给定的设计区域内，通过设计变量、约束条件及目标函数等设置，获得结构的最优拓扑结构型式，以实现最省材料、最佳力学性能的结构设计[3]。