一种汽车前副车架轻量化设计装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及汽车底盘悬架系统技术领域，尤其涉及一种汽车前副车架轻量化设计装置及方法，包括架体，所述架体的上端设有圆柱腔，所述架体的内壁两侧均设有支撑承重板，所述圆柱腔的侧壁均固定连接有连接承重筋，所述连接承重筋将架体内部的分割成多个空心腔；所述架体的顶部对称设有前安装点，所述架体的侧壁贯穿开设有若干个控制臂硬点，所述架体的中心处开设有减重空腔，所述控制臂硬点分部在减重空腔的外侧。本发明专利技术通过汽车前副车架的铝合金材料一体低压铸造，通过拓扑优化仿真技术分析处产品的最佳传力路径和材料分析，为汽车前副车架的轻量化优化提供合理的方向。轻量化优化提供合理的方向。轻量化优化提供合理的方向。

【技术实现步骤摘要】
一种汽车前副车架轻量化设计装置及方法


[0001]本专利技术涉及汽车底盘悬架系统
，尤其涉及一种汽车前副车架轻量化设计装置及方法。

技术介绍

[0002]目前，各国关于汽车环保的法规要求越来越严格，为了降低汽车能耗，增加汽车续航里程，汽车轻量化已成为汽车研发的重点，前副车架作为汽车悬架系统起到的作用是是悬架零部件能够集成装配和拆卸，从而实现汽车底盘的模块化和平台化开发。副车架可以承受发动机悬置的振动载荷和来自路面的各种冲击，并且能够减弱路面和发动机带来的振动和噪音，保证行驶的舒适性和稳定性。
[0003]在现有技术中，传统前副车架产品多采用板材拼焊结构，零部件数量多，重量沉；零部件之间通过焊接连接，稳定性差，工艺复杂，制造成本高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种汽车前副车架轻量化设计装置及方法，解决了焊接稳定性差、制造成本高的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种汽车前副车架轻量化设计装置，包括架体，所述架体设置为空心架，所述架体的上端设有圆柱腔；
[0006]所述架体的顶部对称设有前安装点，所述架体的侧壁贯穿开设有若干个控制臂硬点，所述架体的中心处开设有减重空腔，所述控制臂硬点分部在减重空腔的外侧，所述架体的内壁两侧均设有支撑承重板，所述圆柱腔的侧壁均固定连接有连接承重筋，所述连接承重筋将架体内部的分割成若干个空心腔。
[0007]优选的，所述架体设置为铝合金材料。
[0008]一种汽车前副车架轻量化设计的设计方法，包括如下步骤：
[0009]S1、建立前副车架的初始数据模型，对前副车架的数据进行处理，分析前副车架的基础新能参数；
[0010]S2、选取所述优化数据，根据拓扑优化后的有限元模型创建前副车架的模型；
[0011]S3、通过拓扑优化仿真技术分析处产品的最佳传力路径和连接承重筋的分部分析。
[0012]S4、根据所述传力路径分析结果，对前副车架进行低压铸造浇塑处理。
[0013]优选的，所述拓扑优化仿真技术根据不同汽车前副车架的生产规格差异，灵活调节其控制臂硬点的位置。
[0014]优选的，所述低压铸造的压力值与浇筑时长在保压前始终保持正相关。
[0015]借由上述技术方案，本专利技术提供了一种汽车前副车架轻量化设计装置及方法，至少具备以下有益效果：
[0016]1、本专利技术通过汽车前副车架的铝合金材料一体低压铸造，通过拓扑优化仿真技术
分析处产品的最佳传力路径和材料分析，为汽车前副车架的轻量化优化提供合理的方向。
[0017]2、本专利技术通过前副车架一体化低压铸造成型，工艺难度低、质量易于控制，同时有效降低重量，满足目标的质量要求。
[0018]3、本专利技术通过拓扑结果进行产品设计，实现产品材料减重，去除冗余部分，并配合机械加工工艺来安装接口的位置和尺寸，避免了钣金冲压带来的回弹，以及焊接变形等工艺带来的影响，产成品的残次率得到有效降低。
[0019]4、本专利技术通过铝合金材质提高汽车前副车架的腐蚀性和耐氧化性，无需进行防腐处理即可完成汽车服役年限。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0021]图1为本专利技术立体结构示意图；
[0022]图2为本专利技术架体内部剖视结构示意图；
[0023]图3为本专利技术压力曲线示意图。
[0024]图中：1、架体；2、圆柱腔；3、前安装点；4、控制臂硬点；5、减重空腔；6、支撑承重板；7、连接承重筋。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例一
[0027]请参照图1
‑
图2，一种汽车前副车架轻量化设计装置，包括架体1，架体1设置为空心架，架体1的上端设有圆柱腔2，圆柱腔2的具体位置为车架设计过程中连接接口，具体位置根据不同车架设计时灵活改变，在圆柱腔2的周围加装连接承载筋7以保证架体1整体的稳定性，从而达到最小承载范围内的最为轻量化的设计理念；
[0028]架体1的顶部对称设有前安装点3，架体1的侧壁贯穿开设有若干个控制臂硬点4，架体1的中心处开设有减重空腔5，减重空腔5实现材料减重，减重空腔5的外形也是灵活可变的，只要满足承重和轻量化的两大前提，其外形可以为规则装空腔，也可为不规则空腔，但空腔的面积应当尽可能大，从而最大化减重，控制臂硬点4分部在减重空腔5的外侧，控制臂硬点4与减重空腔5之间构成的多个空心腔进一步减重，架体1的内壁两侧均设有支撑承重板6，圆柱腔2的侧壁均固定连接有连接承重筋7，通过多个连接承重筋7将架体1内部的空腔有效分隔开来，相较于传统的实心铸造的汽车前副车架，多个空腔有效减重，以满足产品刚度性能进行约束，质量最小为目标的前提下，拓扑出设计空间部分的最佳材料分布，连接承重筋7将架体1内部的分割成若干个空心腔；连接承重筋7的设置保证控制臂硬点4周围的稳定受力，连接承重筋7为实心刚性结构，为了满足轻量化要求，其具体数量也尽可能少。
[0029]优选的，架体1设置为铝合金材料，铝合金材料密度低，仅为钢的三分之一，铝材其
耐腐蚀性、耐氧化性大大高于钢铁材料，不需防腐处理就可以完成汽车服役年限。
[0030]实施例二
[0031]请参照图1
‑
图3，本实施例与实施例一基本相同，本实施例是在实施例一的基础上做出的，并具有与实施例一相同的有益效果，相同的部分相互参见即可，在此不再详细赘述。
[0032]一种汽车前副车架轻量化设计的设计方法，包括如下步骤：
[0033]S1、建立前副车架的初始数据模型，对前副车架的数据进行处理，分析前副车架的基础新能参数；
[0034]S2、选取优化数据，根据拓扑优化后的有限元模型创建前副车架的模型，根据拓扑结果，同时考虑制造可行性对结构重新设计；
[0035]S3、通过拓扑优化仿真技术分析处产品的最佳传力路径和连接承重筋7的分部分析，借助CAE技术拓扑优化手段，以满足产品刚度性能进行约束，质量最小为目标的前提下，拓扑出设计空间部分的最佳材料分布，根据拓扑结果，同时考虑制造可行性对结构重新设计。
[0036]S4、根据传力路径分析结果，对前副车架进行低压铸造浇塑处理，低压铸造的压力值与时间关系的压力曲线如图3所示，并根据不同时间段对应调整相应的浇筑工艺。
[0037]作为本实施例优选的技术方案，拓扑优化仿真技术根据不同汽车前副车架的生产规格差异，拓扑过程中灵活调节本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车前副车架轻量化设计装置，包括架体(1)，其特征在于：所述架体(1)设置为空心架，所述架体(1)的上端设有圆柱腔(2)；所述架体(1)的顶部对称设有前安装点(3)，所述架体(1)的侧壁贯穿开设有若干个控制臂硬点(4)，所述架体(1)的中心处开设有减重空腔(5)，所述控制臂硬点(4)分部在减重空腔(5)的外侧，所述架体(1)的内壁两侧均设有支撑承重板(6)，所述圆柱腔(2)的侧壁均固定连接有连接承重筋(7)，所述连接承重筋(7)将架体(1)内部的分割成若干个空心腔。2.根据权利要求1所述的一种汽车前副车架轻量化设计装置，其特征在于，所述架体(1)设置为铝合金材料。3.一种汽车前副车架轻量化的设计方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金昌，于芮沣，王振锋，张惠民，张明月，赵英慧，王济，姚磊，
申请(专利权)人：富奥威泰克汽车底盘系统有限公司，
类型：发明
国别省市：