葛绪坤，车媛媛，韩旭，吴泽勋，王德远

（浙江吉智新能源汽车科技有限公司，杭州 311228）

引言

目前，国内新能源汽车尤其是纯电动汽车得到前所未有的发展，而续航不足问题将轻量化设计推向各大车企研发中的制高点。作为汽车空调制冷系统的核心动力部件，空调压缩机负责将吸入到其内部的低温、低压气体进行压缩后提升其温度和压力。压缩过程使得系统中的冷媒可以运动起来，再经过热功转换的过程就可以实现空调制冷。很多车型将压缩机布置在动力总成（或其他部件）上，这就需要一个可以连接并起到固定作用的零件，该零件一般称为压缩机支架。为保证压缩机的正常使用，该支架必须具有较高的模态、强度等性能。

由于空间有限，压缩机支架的设计需要同时考虑性能、工艺及轻量化等要求。本文在保证性能的前提下，采用拓扑优化技术获取压缩机支架最优的材料分布，以进行轻量化设计。

1 模态分析

1.1 基础理论

对于一个任意结构或物体，模态是其自身固有的一种振动特性，不受其他条件影响。通过试验或者有限元分析的方法可以获取描述结构或物体模态特性的固有频率、模态振型等模态参数，该过程称为模态分析[1]。对于一个具有多个自由度的线性系统，其运动微分方程可表述为：

式中：

M—总的质量矩阵；

C—结构的阻尼矩阵；

K—结构的刚度矩阵；

u—位移向量，u的一阶和二阶微分分别是速度向量和加速度向量；

F—外部载荷。

本文所研究的压缩机支架不受外力作用，且与动总之间为刚性连接。……