吴杨, 武振江, 曹建, 王鹏, 张俏

(中汽研（天津）汽车工程研究院有限公司，天津300300)

0 引 言

近来随着国六排放标准的实施，汽车尾气排放要求越来越严，对车辆轻量化要求也越来越高，车身及底盘减重势在必行。现以某车型钢制冲压下摆臂为例，通过采用铝合金半固态压铸工艺，对原冲压摆臂件进行重新设计，在保证与原有冲压下摆臂性能相当的同时实现轻量化要求。

以某副车架下摆臂为研究对象，通过拓扑优化后重构的模型进行强度分析和疲劳分析，并与原冲压摆臂性能进行比较。在优化结构上开展了材料轻量化设计，半固态工艺应用，相较于冲压摆臂，最终铝合金下摆臂部件质量减轻34.9%。

1 半固态成型工艺介绍

半固态金属成型技术是一种液态金属控制凝固得到理想组织的新兴工艺，此工艺可消除铸件内部缩孔、缩松等缺陷，铸件组织致密，是一种具有广阔应用前景的精确成型工艺[1]。图1所示为半固态毛坯铝锭。

图1 半固态毛坯铝锭

2 下摆臂拓扑优化

2.1 下摆臂分析简介

摆臂作为安全部件，对其进行设

计时，不仅需要考虑模态、强度、疲劳等性能，还要保证其质量轻这一特性。在进行结构设计前，首先需要通过拓扑优化找出摆臂的最优拓扑结构，再对拓扑结构进行3D建模，综合考虑性能指标，对下摆臂进行分析验证，实现下摆臂的轻量化设计[2]。图2所示为本例下摆臂设计分析流程。

图2 铝合金下摆臂分析流程

2.2 拓扑优化

本例采用Hyperworks/Optistruct模块对……