章杨彬，杨 为，康 洪，张云鹤

(1.重庆大学 机械工程学院，重庆 400044； 2.重庆大学 汽车工程学院，重庆 400044； 3.重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044)

0 引言

目前对全地域车的研究国外主要集中在驾驶安全、控制等方面，对整车性能研究的很少，国内则主要集中在车架结构分析与优化、行驶动力学性能等方面，但许多问题如车架结构正确简化、多目标优化建模、车辆动力学评价等仍有待于进一步的研究[1-2]。本文针对某割草机车架存在着结构应力不能同时满足水平弯曲、左前轮悬空、左后轮悬空、紧急制动四种工况下的强度需求问题，通过寻求车架截面尺寸的最优值，保证了车身的强度要求，实现了车身的重量最轻，提高了整车的结构安全性、经济性。

1 割草机车架结构的优化模型

1.1 目标函数

原车身结构不能满足所有的工况，通过增加车架各零部件的厚度，可使割草机车架满足所有工况的强度要求，但会大幅度提高车架重量，增加生产成本。结合生产实际，同时满足轻量化设计的需要，在优化设计中以割草机车架的重量最小作为目标函数，即：

(1)

其中：Mg为割草机车架的总质量；m(xi)为割草机车架第i个零部件的质量；k为割草机车架零部件的个数。

1.2 约束条件

在优化设计过程中，为了加快优化进程，必须消除不必要或冗余的约束条件，选择的约束条件应尽可能符合优化目标的需求。本割草机车架材料为Q235，其屈服极限为235 MPa，优化后车架的屈服强度σ应满足如下条件：