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车架是整个汽车的基体，汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置。车架设计应保证强度、刚度和振动模态等性能达到要求，同时重量尽可能小。本文首先进行有限元分析得到了车架的结构性能参数，发现其一阶模态频率路面激振频率很接近容易产生共振。因此在该车架轻量化设计中还需提高其一阶模态，是一个多目标优化问题。因此本文以一阶模态频率和减轻车架重量为目标对车架板厚进行优化。
1 车架有限元分析
1.1 有限元模型
该车架为边梁式车架，由工字型钢板、加强板、横梁及支架组成。用 Pro/E 建立车架的三维模型，保存成 IGES 格式，再利用HyperWorks 提供的 IGES接口读入。组成车架的各部分都是薄壁件，因此使用四边形壳单元划分网格，并将各部分以刚性单元定义焊接。模型中节点数 10088，单元数9167 及焊点数为 445。材料属性依据企业提供的参数设置，E=210Gpa，ρ=7.89×10-6kg/mm3，μ=0.3。有限元模型见图 1。
图 2 纯弯曲工况车架应力分布云图
图 4 弯扭联合工况车架应力分布云图
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