杨剑飞, 周超群，王建彬，李 飞

（1.安徽工程大学机械工程学院，安徽，芜湖 241000；2.芜湖恒信汽车内饰制造有限公司，安徽，芜湖 241000）

0 引言

汽车前端不但是车身外观造型的主要组成部分，也是汽车安全性能的重要保证。前端框架是汽车前端模块化和集成化安装平台的重要支撑，其结构优化对整车轻量化设计和操控性能提升至关重要。传统的汽车前端通过专门的骨架集成了100 多个散部件，不利于整车结构优化和操控性能提升。随着整车轻量化要求的提高，汽车前端的模块化和集成化趋势日益明显。前端框架作为前端模块各部件的安装和支撑平台，其结构和力学性能指标至关重要，也是汽车前端结构优化和轻量化设计的关键对象。

拓扑优化技术属于结构优化技术中的一种，可在给定的设计空间中找到最佳的材料分布以及结构的形状，从而在达到性能的要求下实现轻量化[1-2]。拓扑优化常用的方法有均匀化方法、各向正交惩罚材料密度法、变厚度法、拓扑函数描述方法等[3-5]。目前，常用的单目标拓扑优化主要针对连续体的研究对象，难以描述复杂的多工况场景[6-8]。研究人员采用加权组合将多目标问题转化为单目标问题。范文杰等以体积和频率作为约束，以承受扭转以及弯曲等多种载荷工况下对应的最小柔度作为目标函数，其扭转和弯曲的权重设为同等重要,将一阶频率和刚度进行多目标优化[9-10]。祝小元等利用Hyperworks 软件中的结构优化模块OptiStruc，采用多级容差序列算法对优化的过程进行分步处理，最终得到在多工况下的以柔度最小及震动频率最高结果[11]。……