某纯电动汽车后副车架安装点刚度分析与优化设计

贺鑫 汪跃中 董华东

摘 要：在某款纯电动汽车的设计开发过程中，为满足NVH及整车安全要求，提高乘车舒适性及满意度，利用CAE软件建立含后副车架安装点的白车身有限元模型，并进行刚度分析，根据CAE分析结果提出优化方案，再对优化方案进行刚度分析，最终找出有效提高后副车架安装点刚度的最佳方案，满足性能要求，节约产品开发成本、缩短产品开发周期，同时为后副车架结构改进和优化设计提供重要依据。

关键词：后副车架;刚度分析;优化设计;CAE

中图分类号：U463.32  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）06-19-05

Abstract： In the design and development process of a blade electric vehicle， in order to meet the safety requirements of NVH and the whole vehicle and improve the comfort and satisfaction of the vehicle， the finite element model of the white body with the installation point of the rear sub-frame is established by CAE software， and the stiffness analysis is carried out. Based on the analysis results of CAE， the optimization scheme is put forward， and then the stiffness score of the optimization scheme is made. Finally， find out the best scheme to effectively improve the stiffness of the installation point of the rear sub-frame， meet the performance requirements， save the cost of product development， shorten the product development cycle， and provide an important basis for the improvement and optimization design of the rear sub-frame structure.

Keywords： Rear subframe; Stiffness analysis; Optimum design; CAE

CLC NO.： U463.32  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）06-19-05

前言

后副车架作为汽车底盘结构的关键零部件，可以支撑前后车桥、悬挂[1]，可以显著提升驾驶操作性、乘坐安全性及舒适性等整车性能要求[2]。而后副车架安装点刚度作为评价整车操稳性能的重要指标，为满足NVH及整车安全要求，提高乘车舒适性及满意度，需要对后副车架安装点进行刚度分析。

本文首先利用Hypermesh前处理软件建立某款纯电动汽车含后副车架的白车身有限元模型，转换格式后导入Nastran软件进行刚度分析，最后再根据HyperView软件考察在产品设计初期是否满足设计需求，针对CAE分析结果提出五种优化方案，最终找出能有效提高后副车架安装点刚度的最佳方案，满足性能要求，节约产品开发成本、缩短产品开发周期，同时为后副车架结构改进和优化设计提供重要依据。

1 理论分析

1.1 CAE分析简介

CAE（计算机辅助工程）是计算机技术和工程分析技术相结合的技术，主要用计算机对产品进行性能与安全可靠性分析，通过模拟工作状态发现设计过程中存在的缺陷，并针对性优化以保证满足性能和安全可靠性要求[3]。

1.2 刚度分析理论基础

根据表8可知，原始方案后副车架后安装点Y、Z方向刚度均小于目标值，不满足要求;五种优化方案后副车架后安装点Y、Z方向刚度均相对原始方案有所提升，其中优化方案1-4后副车架后安装点Y方向刚度小于目标值，不满足要求;优化方案5后副车架前、后安装点X、Y、Z方向刚度均大于目标值，满足要求。因此在和设计人员讨论后，考虑采用优化方案5。

4 结论

（1）利用CAE分析软件建立含后副车架安装点的白车身有限元模型，进行刚度分析后发现不满足要求，需要进行结构优化。

（2）根据原方案的分析结果，提出五种优化方案，均相对原方案刚度值有所提升，且优化方案5最佳，满足性能要求。

（3）通过CAE技术对含后副车架安装点的白车身有限元模型不断优化，最终确定最佳方案，为后副车架安装点的改进和优化设计提供重要依据。

参考文献

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[2] 张明珠，程云，胡光山，等.低压铸造铝合金后副车架的组织与性能[J].特种铸造及有色合金，2019，39（03）：283-286.

[3] 朱颜.CAE技术在汽车轻量化设计中的应用[J].农业装备与车辆工程，2008（10）：31-34.

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