关键词：轻量化;;结构优化;;数值模拟;;压铸工艺
摘 要：本文以电动汽车拖曳臂这一零部件作为研究对象,讨论其轻量化的可行性。在保证使用条件的前提下,根据合作公司提出的要求,对其进行结构优化设计提出了5种不同的方案。通过对不同方案间进行计算机有限元力学分析和质量分析,确定了拖曳臂这一汽车零件的最优结构,其CAE分析下受到最大应力最小值为82.8MPa,质量为1.35kg。基于最优结构的基础上采用压铸成形的工艺对其进行试生产,为探究其成形工艺的可行性设计了3种不同的浇注系统,利用数值模拟软件Anycasting选出了锥形多流道的最优浇注系统方案,并且模拟了拖曳臂零件压铸工艺的成形过程,确定了其最优的工艺参数,即浇注温度为680℃,压射速度为30cm/s,模具温度为220℃。通过对拖曳臂零件的试生产,试制出了表面质量优良、内部缺陷较少的拖曳臂零件,利用先进的工业CT扫描技术和显微组织分析技术相结合,发现拖曳臂的内部缺陷很少,经过力学性能检测,拖曳臂的屈服强度在180MPa左右,符合设计要求,能够满足合作公司的要求。拖曳臂作为一种大型的结构件,本文通过理论分析和实践生产借助于计算机CAE分析方法对汽车拖曳臂零件进行了轻量化设计,具有重要意义,为汽车大型零部件的结构优化设计提供借鉴,实践证明设计方案既满足拖曳臂使用条件,又实现了其轻量化的目的,采用压铸成形的工艺,不仅保证了产品质量,而且实现了短流程工艺生产,大大减少了生产成本。
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