面向增材制造的汽车轴承支座轻量化设计

摘要：

拓扑优化和晶格填充 2 种轻量化方法结合使轻量化设计拥有无限可能,而增材制造技术使其制造成为可能,极大推动了其发展应用的可能性.将拓扑优化和晶格填充 2 种轻量化方法结合对汽车轴承支座进行轻量化设计,采用变密度拓扑优化技术建立SIMP-刚度材料密度插值模型优化轴承支座的材料密度分布,划分出 0～0.4、0.4～0.8、0.8～1.0 三个相对密度区间,以相对密度为0.2、0.6、1.0 的体心立方晶格结构对应 3 个相对密度区间区域进行填充,组装整合得到轻量化设计的汽车轴承支座.通过有限元分析其安全性能,结果表明:轴承支座的整体应力应变梯度分布均匀,材料利用率提高,最大应力由原始模型的 215 MPa转变为 356 MPa,仍满足使用要求,而质量相对于原始模型降低 53.89%,达到轻量化效果.该设计思路为航空航天、汽车船舶等领域的机械结构轻量化提供了一种有效实用的新方法.

关键词：汽车轴承支座、变密度拓扑优化、相对密度、晶格结构、轻量化

所属期刊栏目：43

分类号：TH122;U463.21

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;广西自然科学基金项目;广西科技基地和人才专项;广西制造系统与先进制造技术重点实验室基金项目;广西青年教师教育项目;桂林电子科技大学研究生优秀学位论文培育项目;桂林电子科技大学研究生教育创新计划;广西研究生教育创新计划项目;广西研究生教育创新计划项目;广西研究生教育创新计划项目;国家级大学生创新创业训练计划项目

在线出版日期：2023-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：259-264