为保证电动汽车车架性能满足要求,开展了基于仿真分析的车架强度分析与优化设计。首先,利用Nastran软件建立某型电动汽车前副车架的有限元模型,依据惯性释放理论,分别计算其在典型、极限工况下的静强度;其次,利用ADAM S软件建立前副车架多体动力学模型,基于nCode Design-life平台和M iner线性累积损伤准则,分析前副车架钣金与焊缝区域的累积疲劳损伤;最后,依据分析结果提出将摆臂安装支架厚度改为2.5 mm,同时增加转向器左右安装点处焊缝区域收尾的优化设计方案,并进行仿真对比分析。结果表明优化后的前副车架结构性能满足要求,焊缝区域的疲劳损伤值在规定范围内,可为汽车类似结构的性能分析和优化提供参考。

以前副车架的设计任务与要求为基础,根据设计目的和方法明确研究主要内容,制定前副车架总体设计方案。主要包括前副车架的总体形状、横纵梁的截面形状及尺寸的设计、与汽车车身的连接点及连接方式、材料的选取以及型式的选取。其设计思想对今后的副车架发展与研究具有重大意义。

建立了某SUV前副车架其有限元模型。在6种工况下分别对前副车架进行了强度分析，以及自由工况下的模态分析。对所有零部件进行了灵敏度分析，据此确定优化设计变量。在此基础上进行了轻量化设计。优化之后的前副车架的总质量较之前减重比达到19％。对优化后的模型进行了强度分析和模态分析。验证结果表明，应力值均在屈服应力范围内，模态固有频率得到相应的提高。在提高其性能的基础上，实现了质量减轻的目标。