乘用车全铝车架结构性能开发与轻量化设计

张逸飞，卢闯，廖扬扬，纪传鹏，邓容容，张风利（比亚迪汽车工业有限公司）

摘要： 为提高某车型全铝车架的碰撞性能与轻量化水平，基于多学科性能目标，采用功能导向与材料匹配的设计策略，分区域开发实现性能与轻量化之间的平衡。结构设计阶段采用基于变密度法的拓扑优化方式，覆盖吸能件和铸件关键区域，解决性能冲突及最优架构设计难题。轻量化设计阶段采用基于参数化模型的料厚优化方法，实现各区域材料厚度的最优分布。在满足强度、耐久性、噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能及碰撞安全性能要求的前提下，全铝车架质量减轻16.7%，质量占整车质量比例为7.5%，经系列试验验证，各项性能均满足开发目标要求。

关键词：全铝车架；轻量化；拓扑优化；料厚优化