0导言
传统的产品规划是依据经历规划产品,然后进行重复的物理实验,验证规划的合理性,这样不光费时并且形成不必要的糟蹋,很不经济. 现在,汽车行业的竞赛日益剧烈,为了在本行业中规划出既经济又有用的产品,有限元模仿技能引起了规划人员广泛的重视。这种技能不只可以削减重复的物理实验,防止资料和人工的糟蹋,并且可以缩短产品规划的周期,促进新产品的提前上市。HyperWorks的OptiStruct模板,是以有限元办法为根底的最佳优化东西，本文基于此模板，使用拓扑优化技能，建立板簧支架的优化模型,依据优化成果对产品进行了规划，并对规划合理性进行了有限元分析验证。这种规划思路应该得到大力推广。
1 拓扑优化
1.1 拓扑优化的数学模型
拓扑优化可以在给定的规划区域内，寻求结构资料的最合理散布，关于接连结构来说，现在选用的资料活动办法有Homogenization和Density两种办法。
本论文选用Density法，其基本思想是将接连结构离散为有限元模型，然后引进一种设想的[0，1]之间的密度值，每个单元的密度为规划可变量，这样就将拓扑优化问题转化为单元资料密度的最优散布问题，使用最优化原则法或数学规划办法求解资料最优散布规划，假定密度与资料特性呈非线性联系[1]
式中：0 为实践使用资料的特性；
v为泊松比；
E 为资料的弹性模量。
变密度法数学模型如下：
式中：Ω为规划空间；
τ为Ω的应力鸿沟；
ηi为单元密度；
fi为作用在初始结构上的体积力；
ti为作用在初始结构上的面积力；
m0为给定初始结构资料质量的上限；
m*为优化时指定去除资料的质量；
△为优化时指定去除质量的百分比；
ηi2为密度下限；
J1, J2 … Jk为优化后单元密度坚持不变的单元号。
1.2 鸿沟条件
1.2.1 束缚鸿沟条件
依据实践使用情况，如图1所示和车架衔接的5个孔位，除了绕Y 轴自由度开释外，其他5个自由度悉数束缚。
整个板簧支架受力首要分红两个部分，榜首部分为前板簧对支架的力，第二部分为中心板簧对支架的力。榜首部分的力分别为Z向27500N，Y向19250；第二部分的力分别为Z向27500N，Y向19250N，X负向19250N。
1.2.2 拓扑鸿沟条件
图1为前板簧后支架拓扑模型上界说的规划空间( 深灰)和非规划空间(浅灰)。规划空间部分的资料散布将依照Density办法进行拓扑优化。
本拓扑设置位移呼应和质量呼应，在优化时为了确保整个模型的刚度和强度,依据以往实验成果,总位移上限定为2mm,最大应力限制为250MPa；一起考虑铸造拔模方法和方向。
