王正超，赵东伟，尹怀仙

(1. 青岛财经职业学院 计算机系，山东 青岛 266100； 2. 青岛大学 机电工程学院，山东 青岛 266071)

0 引言

为了应对石油资源枯竭和环境污染的双重压力，国内外各大车企的研发部门、高校以及汽车研究所等大力发展新能源汽车技术[1]。车架作为新能源汽车的核心零部件之一，它承载连接着汽车的各个零部件。试验表明，汽车的车身质量每减少10%，能量消耗就随之减少6%～8%[2]，而汽车的续航能力、转向灵活性等也会有所提高。因此，在满足客车车架有足够强度的前提下对城市客车车架进行轻量化设计是十分必要的[3-4]。

以国内某款城市客车车架为研究对象，利用ANSYS对CATIA软件设计的车架模型在最危险的扭转工况下进行有限元静态分析。在保证客车各方面的性能要求下，基于Isight软件建立Kriging近似模型[5]，以车架的最小质量为优化目标，以车架的最大应力小于屈服极限为约束条件，主要承载梁为设计变量，引入粒子群优化算法对车架进行优化设计，从而达到减轻质量和提高乘坐舒适性的目的，对生产制造汽车车架具有指导意义。

1 客车车架有限元介绍

1.1 有限元模型的建立

城市客车车架材料采用Q345钢，屈服极限σ=345MPa，弹性模量为210GPa，密度为7 850kg/m3，泊松比为0.3。根据城市客车骨架的二维图样，利用CATIA软件构建含原车架的整车骨架的几何模型并以IGES文件储存，导入到ANSYS有限元分析软件中，选择四面体网格单元，基本单元尺寸为5mm[6]。划分网格后的车架网格单元单元数为255 727，节点数为257 049。……