李韶华，张 兵，冯桂珍

（1．石家庄铁道大学械工程学院，河北 石家庄 050043；2．河北省交通安全与控制重点实验室，河北 石家庄 050043）

1 引言

随着重型载货汽车在交通运输行业里应用越来越广泛，节能环保问题成为汽车行业的重中之重，汽车结构轻量化在提高汽车动力性的基础上可以有效的降低汽车的燃油消耗[1]。重型载货汽车长期行驶在较为复杂多变的工况，甚至普遍存在着严重的超载现象，车架不但需要承载整车及货物的重量，还要承受来自各种路况的激励，车架的柔性表现的非常明显[2-4]。另外，车架自身的重量在整车当中占有很大成分，约占10%，并且绝大部分油耗和自身重量有关，根据文献[5]可知重量降低10%，油耗和排放分别可下降7%、4%，因此有必要对车架进行轻量化研究。减轻车架质量有三种方法，一种是采用高强度的轻质材料，一种是对汽车零部件进行优化，最后一种是采用新型制造技术[6]。对于汽车构件的研究从最初的传统经验法演变成有限元方法进行设计，在达到轻量化目的的同时也缩短了开发周期[7-8]。因此，文章基于有限元软件Ansys 建立车架的柔性模型，利用多目标遗传算法计算得到车架厚度的最优解，对车架进行轻量化设计，并对优化后的车架进行静力分析、模态分析以及疲劳寿命预测，通过与优化前的车架进行对比验证轻量化的效果。

2 车架参数化建模

以某重型三轴载货汽车为研究对象，采用Solidworks 建立了其车架三维CAD 模型，如图1（a）所示。……