曹立波　宋慧斌　武和全,2 　刘亚飞

1.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，4100822.长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室，长沙，410114



基于拓扑优化的汽车前纵梁耐撞性设计

曹立波1宋慧斌1武和全1,2刘亚飞1

1.湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，4100822.长沙理工大学工程车辆轻量化与可靠性技术湖南省高校重点实验室，长沙，410114

摘要：结合静态和动态拓扑优化方法对汽车前纵梁进行耐撞性设计，通过静态拓扑优化方法分别获得前纵梁在轴向刚度最大和侧向刚度最大时的结构形式，通过动态拓扑优化方法获得前纵梁具有最大吸能时的结构形式。对拓扑优化结果进行分析，综合考虑前纵梁的轴向刚度、侧向刚度和吸能特性，最终确定前纵梁的最佳截面形式与诱导结构的尺寸和位置。优化前后前纵梁的吸能特性对比结果表明，拓扑优化使前纵梁的耐撞性能有一定的提高。

关键词：变密度法； 静态拓扑优化； 动态拓扑优化； 前纵梁

0引言

汽车前纵梁是汽车车身结构的主要承载和安全防护部件[1]，在汽车碰撞过程中，前纵梁结构对车辆的变形特性有重要影响，因此前纵梁一直是汽车耐撞性设计的重点内容。传统的汽车前纵梁一般是在一定的结构拓扑形态和工程经验的基础上设计开发的，这种设计思路局限于原有的结构拓扑形态范围，需要对结构的刚度、应力等进行反复校核。……