导　　师： 阳林;陈登

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 在当前节能减排的背景下,汽车轻量化作为一种重要的技术应运而生。汽车轻量化设计水平的高低直接影响到汽车的安全性、动力性、燃油经济性和操纵稳定性。而汽车整车轻量化设计是以零部件的轻量化设计为基础,本课题结合企业的实际需求对驻车制动操纵机构总成进行轻量化研究,隶属于广州某汽车零部件企业与广东工业大学校企合作项目的一部分。本文研究了汽车轻量化设计的理论和方法,结合ANSYS有限元软件结构分析模块和拓扑优化模块,对驻车制动操作机构总成进行轻量化设计与优化,具体内容如下：首先研究了汽车零部件轻量化设计的理论方法,分别从结构轻量化、材料轻量化和制造轻量化三个方面阐述轻量化的具体方法,应用三种轻量化方法对驻车制动操作机构总成进行总体的轻量化方案设计。其次阐述了操纵机构总成的工作原理和结构特征,按照驻车制动操纵机构总成设计规范的要求,建立有限元模型。通过模态仿真与振动模态试验的对比分析,验证了有限元模型的精确性。针对中位横向力工况、中位拉伸工况、低位拉伸工况和高位拉伸工况进行仿真计算,分析四个典型工况下各部件的强度余量、结构特点以及轻量化价值。独特利用ANSYS软件中拓扑优化模块对总成操纵板、中间板和安装支座的装配体进行拓扑优化,得出优化方案。最后,对优化以后的驻车制动操纵机构总成重新进行建模分析,对比四个典型工况和模态分析的仿真结果得出结论：在总成结构强度和刚度满足要求的情况下,驻车制动操纵机构总成质量由1.277kg减少到0.845kg,总成重量减少了33.8%,每年为企业节省材料成本250多万元,大大提高企业产品的竞争力。

关 键 词： 驻车制动 轻量化研究 有限元仿真 拓扑优化

领　　域： [机械工程—车辆工程] [交通运输工程—载运工具运用工程] [交通运输工程—道路与铁道工程]