自卸车车架结构优化设计研究
自卸车翻转轴结构静动态多目标可靠性拓扑优化
îＺ ＝ ｇ ( ｘ １ ꎬｘ ２ ꎬꎬｘ ｎ ) > ０ 安全状态
式中ꎬ Ｚ ＝ ｇ ( ｘ １ ꎬｘ ２ ꎬꎬｘ ｎ ) ＝ ０ 为极限状态方程ꎬ它将
基本变量空间划分为失效区和安全区两个部分ꎮ 设结
构处于失效状态的概率为 Ｐ ｆ ꎬ 采用一次二阶矩法求解
Ｐ ｆ ꎬ 通常将随机变量 ｘ ＝ ( ｘ １ ꎬｘ ２ ꎬꎬｘ ｎ ) Ｔ 映射为标准化
ａｘｉｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｏｒｄｅｒ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｔｏｐｏｌｏｇｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｒｅ ｍｏｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄꎬ
ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｓｓ ｉｓ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ２８ ９６％ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｔｉｓｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ. Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｍｅｔｈｏｄꎻ Ａｎａｌｙｔｉｃ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｐｒｏｃｅｓｓ
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ: ＺＨＯＵ Ｓｏｎｇꎬ Ｅ￣ｍａｉｌ:１３２６８７５７４８＠ ｑｑ.ｃｏｍꎬＴｅｌ / Ｆａｘ: ＋８６￣２３￣６３４１８０６７
Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｋｅｙ Ｒ＆Ｄ Ｐｌａｎ Ｋｅｙ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ ( Ｎｏ. ２０１７ＹＦＢ０３０４４０５) ꎬ ａｎｄ ｔｈｅ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ
后桥驱动壳结构特点ꎬ将实际中不同的极限受力工况
进行载荷分析ꎬ并基于有限元进行结构拓扑优化分析ꎮ
唐华平等 [４] 针对自卸车车架进行了静动力态特性研
一种矿用自卸宽体车车架结构的设计
方式联接 ， 同样焊接位置也处于对扣梁的折弯处 。
１ 宽体 车车架 常见 结构
目 前市场常见宽体车车架结构 的有 ３ ： 种 第 一 种 为 由高 强 度 厚 钢 板 拼 焊 而 成 的箱 形 车架 ； 第二种是由冲压或折弯纵梁和横梁拼焊而成 的 箱形车架 ；
收 稿 日期 ：０ １ｏ — ７ ２ １－ ６ １
梁较少 ， 第一横梁位于驾驶室前悬支座支承处 ， 为简 借鉴公路 自卸卡车的大量材料 ，但屈服强度要求更 化工艺 ， 设计成箱形梁 （ 类似 图 １ 所示结构 ）第二横 高， ； 目前公路 自卸卡车一般采用 ５ ０ １Ｌ钢板（ 俗称汽车 梁 为加强梁 ，位于动力 总成辅助支承处和油缸与车 大梁板） ，而宽体车要用到屈服强度 ７０以上的高强 ０ 架 相交处 ， 圆管 即可 ； 用 第三横梁为 中横梁 ， 设计成 度钢板 ，甚者可以采用更高强度 的特殊钢板 （ 比如 箱形梁 ； 四横梁为悬架连接梁 ， 第 处于平衡悬架平衡 Ｓ Ａ Ｓ Ｂ的 ＨＡ Ｄ Ｘ 系 列 钢 板 ） Ｒ Ｏ ，既 可保 证 或 增 强 强 轴 中心处 ， 设计成箱形联接左右平衡悬架总成 ； 五 度 ， 第 又可降低车架总体 自 。 重 横梁 为后横梁 ， 处于车架尾部 ， 承载车厢倾翻时支座 传递来的力 ， 同样设计成箱形结构。 ３ 车架结构分析 （） １ 第一横梁。 此梁为箱形梁 ， 见图 ６ 所示 ， ４ 由 块钢板拼焊而成 ，重点承载来 自驾驶室和保 险杆传 这 种 车 架 结构 是 否 合理 ，我 们 引 入 有 限元 分析 递来 的力 ， 为简化工艺 ， 直接将其与左右纵梁通过焊 方法进行结构分析。按照宽体车在实际工作中工作 接方式联接 。 路线 ， 重点选取了若干个典型危险工况 ， 进行有限元 分析 ， 及满载静止和平稳运行 、 弯扭组合工况（ 转弯 、 刹车 、 颠簸 ）倾斜举升作业等工况。 、 分析结果显示 ， 车架出现故障和位置 ， 目前市 与
某自卸车转向与悬架干涉的ADAMS校核和优化设计
某自卸车转向与悬架干涉的ADAMS校核和优化设计本文采用ADAMS软件分析自卸车转向系统以及悬架系统的干涉情况，并根据分析结果进行优化设计。
本文的研究成果对于提高自卸车的行驶稳定性和安全性具有一定的参考价值。
一、自卸车转向系统的ADAMS模型建立及校核分析首先，我们需要建立自卸车转向系统的ADAMS模型。
该模型主要包括驾驶员、车辆及车辆转向系统三部分。
具体来说，驾驶员部分采用人的单刚体模型，车辆部分采用汽车的多自由度模型，车辆转向系统采用转向杆、转向盘以及转向节等三个主要部分的组成。
在建立了自卸车转向系统的ADAMS模型后，我们需要对该模型进行校核分析。
主要分析转向轴的转向幅度、转向盘方向和前轮转向角度是否与实际情况相符。
同时，在模拟转向曲线时，需要关注转向角速度和转向加速度是否符合实际情况。
如果校核分析所得结果与实际情况相符，则说明该模型的建立是正确的。
二、自卸车悬架系统的ADAMS模型建立及校核分析除此之外，本文还需要建立自卸车悬架系统的ADAMS模型，并进行校核分析。
该模型主要包括车轮、车架、吊挂、减震器等多部分组成。
具体来说，在建立模型时需要确定车辆的行驶路段，同时关注模型中受力点的位置，以确保模拟出的车辆路面运动情况与实际情况相符。
在进行悬架系统的校核分析时，需要关注车轮的垂向和纵向加速度是否在允许范围内。
同时，需要关注悬架系统的振动频率是否与相关标准的规定相符。
如果校核分析所得结果与相关标准的规定相符，则说明该悬架系统的建立是正确的。
三、自卸车转向与悬架系统的优化设计在分析自卸车转向系统和悬架系统的ADAMS模型后，我们需要对这两个系统进行优化设计。
具体来说，针对转向系统的问题，我们可以通过调整转向节的刚度和阻尼系数等参数，来优化转向系统的控制性能。
而对于悬架系统而言，我们可以通过调整减震器的刚度和阻尼系数等参数，来优化悬架系统的跳动和稳定性能。
总之，在使用ADAMS软件对自卸车转向和悬架系统进行校核和优化设计时，我们需要根据实际情况建立模型，并通过校核分析和参数调整等方式优化模型性能。
带式输送机卸料小车车架结构静力分析与结构改进设计研究
带式输送机卸料小车车架结构静力分析与结构改进设计研究作者：程熊豪王秀杰牛润芝付秀芳来源：《粘接》2022年第07期摘要：针对带式输送机卸料小车车架变形大、易开裂的问题，利用有限元法对小车车架结构进行静力分析改进小车车架结构。
采用CATIA软件建立车架三维模型，就ANSYS Workbench软件对65 t载荷工况下的小车车架进行静力分析，其最大应力为267.5 MPa，最大变形为17.46 mm，不满足强度和刚度要求。
通过静力分析结果提出了车架结构改进的设计方案，将H型连接块更换为实体连接块，车架两侧梁之间焊接20 mm厚的钢板，并在钢板上加工一定尺寸的孔。
最后对改进后的车架进行静力分析，其最大应力为123.7 MPa，最大变形为7.33 mm，满足强度和刚度要求。
关键词：带式输送机;卸料小车车架;静力分析;有限元法;结构改进中图分类号：U294.27 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2022）07-0110-04Static analysis and structural improvement design ofunloading trolley frame of belt conveyorCHENG Xionghao， WANG Xiujie， NIU Runzhi， FU Xiufang（MCC South Engineering Technology Co.， Ltd.， Wuhan 430223， China）Abstract：In view of the large deformation and easy cracking of the unloading trolley frame of belt conveyor， the static analysis of the trolley frame structure is carried out by using the finite element method to improve the trolley frame structure. CATIA software is used to establish the three-dimensional model of the frame， and ANSYS Workbench software is used to analyze the static force of the trolley frame under 65 t load condition. The maximum stress is 267.5 MPa and the maximum deformation is 17.46 mm， which does not meet the requirements of strength and stiffness. Through the static analysis results， the design scheme for the improvement of the frame structure is put forward. The H-shaped connection block is replaced with a solid connection block. A 20 mm thick steel plate is welded between the beams on both sides of the frame， and holes of a certain size are machined on the steel plate. Finally， the static analysis of the improved frame is carried out. The maximum stress is 123.7 MPa and the maximum deformation is 7.33 mm， which meets the requirements of strength and stiffness.Key words：belt conveyor; unloading trolley frame; static analysis; finite element method; structural improvement帶式输送机具有结构简单、输送距离远、输送能力强等优点，在机械、电器、化工等行业具有广泛的应用。
基于有限元计算的自卸车后桥壳优化设计
基于有限元计算的自卸车后桥壳优化设计后桥壳作为自卸车一个部件，承担整车牵引力传递及各个方向载荷，受力复杂，冲击大，且后桥壳上必须留有检修孔和接线孔，导致其强度降低，因此有必要对矿卡常见几种工况分析，然后在ANSYS中软件中对后桥壳进行静强度和疲劳分析，为后续后桥壳设计提供一定理论依据。
标签：自卸车；后桥壳；有限元；静强度Abstract：The rear axle housing，as a part of the dump truck，bears the tractive force transmission and all direction loads of the whole truck. The stress is complex and the impact is great. Moreover，the rear axle housing must have a repair hole and a connection hole，which leads to the decrease of its strength. Therefore，it is necessary to analyze the common working conditions of the mine card，and then the static strength and fatigue analysis of the rear axle housing are carried out in the software of ANSYS，which provides a theoretical basis for the follow-up design of the rear axle housing.Keywords：dump truck；rear axle housing；finite element；static strength后桥壳是电传动自卸车前桥上的一个重要部件，用于传递并承受车辆后部载荷，传递牵引力而使车辆前进。
浅析虚拟样机技术的自卸车举升机构仿真与优化
浅析虚拟样机技术的自卸车举升机构仿真与优化1 前言在传统的产品设计与开发中, 一般在完成概念设计、方案论证和产品设计后, 还要进行样机试制及验证。
随着计算机辅助设计(CAD)技术的成熟及大规模推广应用, 虚拟样机技术逐渐成熟起来。
借此工程技术人员可以在计算机上建立机械系统的模型, 伴之以三维可视化处理, 模拟在现实环境下系统的运动和动力特性, 并根据仿真结果优化系统的设计, 以在设计早期确定关键的设计参数、缩短开发周期, 降低成本、提高产品质量。
自卸车作为一种专用汽车, 其生产具有小批量、多品种的特点, 根据用户产品的特殊要求其举升机构有不同的结构形式和性能指标。
这就要求生产厂家应能根据用户的需求迅速作出反应, 设计生产出满足用户需求的产品来。
使用虚拟样机技术(软件采用目前世界上著名的多体系统动力学分析软件ADAMS)对自卸车举升机构进行仿真参数化处理, 进行优化设计, 这样不但可以大大加快产品的开发速度, 还可以实现用户对产品的定制。
下面就以S T3140 型自卸车(举升机构为前推连杆放大式)为例, 对整个设计过程进行详述。
2 建立自卸车举升机构的虚拟样机2 .1 建立自卸车的虚拟样机模型对于样机的建模, 由于ADMAS 软件的实体建模功能不强, 所以笔者在UG 软件中建立起自卸车的三维实体模型, 通过Parasolid 数据内核将数据转换到ADAMS 中。
而对于举升机构的关键构件如三角板、拉杆和油缸等, 直接在ADAMS 中建模。
2 .2 样机模型的抽象为了简化模型, 可将自卸车举升机构的样机模型抽象成等效模型。
:以车厢与副车架的铰支点O 为原点建立坐标系, ABC 为三角板、BD 为拉杆、CE 为油缸。
在A点三角板与车厢铰接, 在B 点三角板与拉杆铰接, 在C 点三角板与油缸铰接, 在D 点拉杆与车厢铰接, 在E 点油缸与副车架铰接。
ABCDE 、ABCDE 分别为举升机构举升前、后的位置。
某型自卸车举升机构强度分析及优化设计
某型自卸车举升机构强度分析及优化设计张敏苏新涛北汽福田汽车股份有限公司长沙汽车厂技术中心CAE分析室长沙410129摘要：本文针对市场反馈某型自卸车举升机构的三角臂结构经常失效问题，建立举升机构的多体动力学模型并进行刚柔耦合分析，发现三角臂结构强度性能不足，且与实际破坏形式一致；运用Nastran对三角臂进行尺寸优化设计，结果表明当料厚40mm时，三角臂结构性能最优；最后，通过超载举升试验进一步验证仿真结果，从而完全解决了三角臂结构失效问题。
关键字：三角臂尺寸优化MSC.Nastran0、前言专用汽车举升机构有很多种，常见的中重型卡车一般采用单顶放大机构，这种机构在整车上容易布置，举升压力小，成本低。
该机构由2根拉杆、2个三角臂及一个油缸组成（如图1所示），其中，三角臂结构性能至关重要，如果设计的较厚重，虽能保证强度及刚度性能，但材料成本增加；如果设计的较薄，可能造成屈服变形或断裂现象，进而引发举升死点、侧翻等问题，严重影响举升机构的可靠性、安全性。
图1 单顶放大举升机构根据市场反馈，某型自卸车三角臂结构经常发生屈服变形或根部断裂造成车辆侧翻事故，表明该三角臂结构存在设计缺陷，应重新进行设计。
由于三角臂结构随举升过程而发生空间位置变化，三角臂受载情况较为复杂，因此，建立举升机构动力学仿真模型、刚柔耦合分析，是三角臂结构强度分析的非常有效、实用、方便的一种方法。
本文首先运用MSC.Nastran计算并输出三角臂的约束模态应力、应变等信息的mnf 文件，再导入MSC. Adams软件中，建立刚柔耦合结构的举升机构仿真模型，计算三角臂结构动态应力；然后再次运用MSC.Nastran针对三角臂进行尺寸优化并确定三角臂厚度；最后通过举升试验验证仿真结果的准确性，以此解决三角臂结构失效问题。
1、运用有限元法建立三角臂模态中性文件三角臂为厚度30mm的Q345A（材料特性，如表1所示）板材，其有限元模型采用六面体单元（CQUAD6）单元进行网格划分（如图2所示），该模型共有个11848节点，14549个单元。
自卸车举升机构的优化设计
自卸车举升机构的优化设计摘要：自卸车举升机构在工业生产中起着重要的作用。
本文针对自卸车举升机构的不足之处进行了优化设计，通过对设计过程中的问题进行分析，提出了可以改进的措施，并对改进后的设计效果进行了验证。
结果表明，优化设计后的自卸车举升机构具有更高的可靠性和安全性，能够更好地满足工业生产的需求。
本文为自卸车举升机构的优化设计提供了有价值的参考和借鉴。
关键词：自卸车；举升机构；优化设计；可靠性；安全性正文：一、引言自卸车作为一种重要的物流运输工具，在现代工业生产中起着不可替代的作用。
而自卸车的举升机构作为核心部件，承担着车辆卸货的重要任务。
然而，由于自卸车举升机构的设计问题，会给车辆的使用过程带来不便和风险。
为了解决这些问题，本文将对自卸车举升机构进行优化设计，提高其可靠性和安全性，更好地适应工业生产的需求。
二、自卸车举升机构设计存在的问题在实际的自卸车举升机构设计中，存在着一些问题：1. 机构设计不合理。
一些举升机构的结构设计过于复杂，维修困难，从而增加了维护成本和时间。
2. 工作效率低下。
一些机构在卸货时需要进行多次调整，卸货效率低下，增加了卸货时间和成本。
3. 安全性低。
一些机构卸货时容易出现卡滞、拖沓等情况，给车辆的使用带来了风险。
三、优化设计方案针对以上问题，本文基于自卸车举升机构的实际使用需求，设计了以下优化方案：1. 优化机构结构。
减少机构的结构复杂度，将机构的所有部分都设计成具有可拆卸性和维护性，方便维修。
2. 直接控制机构。
引入直接控制机构，减少卸货需要多次调整的情况，提高卸货效率。
3. 采用防滞系统。
设计防滞系统，避免卡滞等情况的发生，提高卸货安全性。
四、设计效果验证为了验证以上优化设计方案的有效性，本文进行了实际应用，并进行了性能测试。
结果表明，优化后的自卸车举升机构具有以下优点：1. 结构简单，易于维护。
2. 卸货效率高。
3. 卸货过程安全可靠。
五、结论本文针对自卸车举升机构设计存在的问题进行了优化设计，并进行了实际应用和验证。
矿用自卸车车架焊接工艺研究
矿用自卸车车架焊接工艺研究摘要：矿用自卸车是用于矿石或土方运输的专业设备，其载重大，运程短，工作效率高。
车架作为自卸车主要部件，主要用作支撑及安装固定，负责货物承载和其他系统部件的布置。
因整车自重及载重大，车架需承受较大疲劳载荷，加上恶劣的环境和复杂路况易导致车架开裂，从而缩短其使用寿命。
基于此，本文重点论述了矿用自卸车车架焊接工艺。
关键词：矿用自卸车；车架；焊接工艺随着生产发展及科技进步，矿用自卸车设计及制造正朝着规模化、轻量化方向发展，对钢材强度、性能和焊接水平要求越来越高。
由于大多数矿用自卸车在环境恶劣中运行，道路崎岖的严寒地区大型矿山，其使用寿命在很大程度上取决于关键受力构件-车架寿命。
车架通常由低合金高强度钢焊接而成，其冷作与焊接质量直接决定了车架寿命，所以提高车架焊接工艺水平对延长矿用自卸车使用寿命意义重大。
一、车架受载特性矿用自卸车车架是整车骨架，其大部分结构部件与总成通过车架固定其位置。
其承受来自上部结构的自重、物料质量、装载或卸载物料时瞬时冲击力、在崎岖道路上行驶时的随机颠簸力、刹车时惯性力、转弯时产生侧向力等，由于运行时的早期开裂现象，车架受弯曲、扭转、剪切、共同作用下复杂应力，极大地影响了矿用自卸车使用寿命。
二、矿用自卸车车架性能要求车架作为矿用自卸车的关键承载部件，在装载、运输、卸载货物时起着重要承载作用。
车架性能直接影响着整个矿用自卸车使用性能与寿命，同时也体现了整个车辆的技术水平。
车架的上面装载有发动机、行驶系、传动系、制动系、车厢等主要部件，是整个矿用自卸车的主要承载部件。
当矿用自卸车在崎岖不平的路面行驶工作时，由于紧急制动、转弯、颠簸等，车架会发生扭曲变形、垂直平面内的弯曲变形等；当矿用自卸车的一边轮胎或一个轮胎遇到障碍出现悬空或突起时，会使车架两边的纵梁产生较大变形，垂直平面内产生相对位移，进而改变各部件间的相对位置，能使接触的部件磨损消耗加剧。
因此，矿用自卸车车架的动力性能、刚度、强度等对整个车辆的使用性能与寿命、安全性有较大影响。
基于灵敏度分析的自卸车车架优化设计
基 于 灵敏 度 分 析 的 自卸 车车 架优 化设 计
王 铁 赵 震 ， ， 陈 峙 ， 王景 新 ， 申晋宪
（ ． 原 理 Ｔ 大 学 机 械 工 程学 院 ， 原 ０ ０ ２ ； ． 原 长 安 重 型 汽 车制 造有 限公 司 ， 原 ０ ０ ２ ） １太 太 ３０４ ２太 太 ３ ０ ４
式 中 ： 和 是 结 构第 １ 阶 固有 频率 和振 型 ； 为 ｌ ＂ Ｋ 结构 刚 度矩 阵 ； 为 结构 质 量矩 阵 。求 解 上式 得 到 Ｍ
固有 频 率 的 灵 敏 度 Ｓ为
５ 一
一 —
￣ ａ ａ） ｐＫ Ｍ ｉ ￣ ， （
．
㈦
ｌ 灵 敏度 分 析 的基 本 原理
Ｉ 一
Ｍ
一
（ ４）
关键 指标 ｌ 。为 了避 免汽 车行驶过 程 中在外 部载 荷 ２ ｌ ］
激 励 下 车 架 结 构 发 生 低 阶 频 率 共 振 ， 以 在 自卸 车 所 车 架 结 构 设 计 过 程 中 ， 控 制 车 架 质 量 的前 提 下 ， 在 提 高 自卸 车 车 架 结 构 低 阶 模 态 频 率 和 动 态 性 能 ， 而 进 改 善整 车 Ｎ ＶＨ 性 能 。 。 。 ｊ
摘 要 ： 立 了 某 自 卸 车 车 架 有 限 元 模 型 ， 过 模 态 试 验 和 模 态 有 限 元 分 析 ， 出 了 车 架 固 有 建 通 得 频 率 ， 且 验 证 了该 模 型 的 准 确 性 和 合 理 性 。依 据 车 架 结 构 的 灵 敏 度 分 析 结 果 来 选 择 设 计 变 量 ， 并 在
保 证 车 架 低 阶 模 态 频 率 的 前 提 下 ， 车 架 轻 量 化 为 目标 优 化 车 架 构 件 厚 度 ， 现 了 车 架 质 量 ８ ０ 以 实 ．
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自卸车车架结构优化设计研究
摘要：对于自卸车来说，车架是其中的主要承载部件，其结构会对整车的性能
和寿命造成直接的影响，所以对于自卸车车架结构优化设计进行研究是非常有意
义的。
本文首先对于自卸车车架结构优化的重要性进行分析，从而对于自卸车车
架结构优化设计内容进行研究。
希望通过本文，能够为自卸车车架结构优化设计
研究提供一些参考和帮助。
关键词：自卸车；车架结构；优化设计
1.自卸车车架结构优化设计的重要性分析
作为矿山车辆的重要组成部分，自卸车车架承受着多种载荷及极限工况，同
时在矿山车辆中很多的总成件是利用车架作为载体。
所以车架强度和刚度设计在
矿山车辆设计中是非常重要的，可以说车架设计会直接影响整车的安全和性能。
从目前的情况来看，很多设计者仍然是根据经验来进行设计，通过材料力学知识
来对车架进行简化设计，这种设计的缺陷在于：首先造成了车架的计算和设计分离，无法有效提升设计者的设计水平。
其次是对车架简化的过程太过粗糙，为了
确保刚度、稳定性和强度使得车架的重量过大，形成了材料的浪费，同时也增加
了成本。
随着工业技术的发展，在自卸车设计制造中应用了更多的电子计算机技术，在进行产品的研发和管理中，已经对于计算机设计进行了广泛的应用，其中
优化设计是最为关键的部分。
结构优化设计是建立在结构分析基础之上的，根据
既定结构、材料、形式和工况所带来了约束条件，来提出优化模型，这种方式是
依据优化设计方法来得出优化模型，整个流程包括了结构分析、优化设计、再次
分析和再次优化。
如果采用这种方式来进行车架设计，那么能够使得车架结构达
到经济、安全的目标。
结构优化设计实现了结构设计的发展，有着非常重要的意义，同时也有着非常好的应用前景，这种设计方式能够显著提升设计效率和质量，并能够获得更多的经济效益和社会效益。
在结构设计上，除了能够对结构强度和
震动特性等方面进行改进之外，也能够减少结构的重量。
通过结构优化设计来满
足结构要求的前提下实现材料的节约，因此对于自卸车车架进行结构优化设计是
非常重要的。
2.自卸车车架结构优化设计研究
结构优化设计就是通过应用数学规划方法和金丝算计技术，将数学最优理论
最为前提条件，将性能指标作为其中的设计变量，把运动参数和结构指标作为目
标函数，经产品的结构形式、几何运动范围以及其他限制作为约束条件，找到满
足目标函数的设计变量方法。
通过对应结构优化设计方法，能够避免出现传统设
计中的问题，使得设计方案更加完善，从而为设计工作提供指导。
结构优化所采
用的工具为有限元分析软件，通过优化理论和计算方式来得到合理匹配结构参数，让结构能够满足经济性和安全性。
结构优化设计为结构设计工作提供了先进的工具，从而实现了结构的最优设计，是现代设计中的重要研究内容。
在自卸车车架
结构设计中，为了能够实现性能提升和车身的轻量化，对于自卸车车架进行结构
优化设计是非常必要的，根据结构优化设计的发展可将其分为多种不同的层次，
分别包括了形状优化、布局优化、尺寸优化和拓扑优化。
其中尺寸优化、拓扑优
化和形状优化得到了广泛的应用，而布局优化则是要是对另外三种优化的统筹考虑。
下面将对这几种结构优化设计方式进行研究。
2.1自卸车车架结构尺寸优化和形状优化
为了提升自卸车车架结构的经济性，需要在已经得知结构的类型和材料的情
况下，对于结构中各个构件的尺寸来进行优化，这个过程就被称为尺寸优化。
在
结构优化设计中，尺寸优化所处的层次最低，通常可以实现对梁单元或者杆单元
的截面尺寸进行优化，同时也包括板壳厚度等等，是最早应用的优化方式，且具
有一定的有效性。
如果对约束条件进行放宽，那么也可以让结构形状产生变化，
例如将连续体边界形状作为重要的设计变量，那么就会将结构优化提升到更高的
层次，将其称为形状优化。
当前国外对于结构尺寸优化和形状优化的应用较多。
从国内和国外的自卸车车架结构设计中对于尺寸优化和形状优化的应用中能够看出，这些技术在自卸车车架结构设计中发挥着非常重要的作用。
由原有的单目标
优化也逐渐的向着多目标优化的方向发展，其中包含着静力学分析的刚度和强度
优化也逐渐发展成为了动态模态分析，使其应用的范围逐渐的增加，并且发展的
十分成熟。
2.2自卸车车架结构拓扑优化
近些年来结构尺寸优化和形状优化已经发展的较为成熟，但是这两种优化方
式中却存在着一定的缺陷，例如不可对结构拓扑进行变更。
在这样的背景当中，
拓扑优化开始得到了研究。
拓扑优化的概念首先是在1904年被提出，1964年提
出了基结构法后，在拓扑优化领域中引入了数值方法。
拓扑优化的思想是找到结
构最优拓扑问题，并将其转化为给定设计区域中找到最优材料的分布情况。
国际
上对于这方面的研究主要是开始于九十年代后，西方的很多大型汽车公司都开始
致力于结构拓扑优化的研究，并在宝马、奥迪和沃尔沃等实际车型当中得到应用，当年已经得到了十分广泛的应用。
例如在奥迪车的车身设计中就应用了拓扑优化
技术。
到了本世纪初，拓扑优化中应用了遗传算法，从而使得汽车的安全性得到
了提升。
我国的汽车设计中对于拓扑优化技术的应用仍然处于发展的过程中，需
要进一步借鉴和学习国外的先进经验和技术，并对其进行积极的探索。
因为自卸
车的工作环境十分复杂，同时行驶路况也非常恶劣，有着很大的载重量，导致其
中的结构容易找到破坏，这种破坏常常会发生在服役期间内。
作为自卸车的重要
部件，车架结构的刚度和强度等方面是确保车架正常工作的前提条件。
为了提升
车架使用的可靠性，对自卸车车架进行多目标拓扑优化，从而提升车架的频率和
刚度。
具体可采用OptiStruct优化模块中的变密度法，利用折中规划法得出的最
优数学模型来达到静态多工况情况下动态低阶震动频率和刚度的最优结构，从而
实现了对车架结构设计的指导，对于传统设计中的校核和修改流程进行了改变。
通过多目标拓扑优化的车架，要比原车架质量更低，但刚度和低阶振动频率都有
所提高。
获得多目标拓扑优化后的车架和原车架采用的是同样的载荷方式，从而
提升其性能，使其能够更好的适应恶劣环境。
如果想要在实践中得到更加精确的
新车架模型，需要进行进一步的细节优化设计，例如通过结合当前的制造工艺条
件来对梁结构进行局部的尺寸、形状和拓扑优化，从而获得最佳形状和尺寸及焊
接位置，从而获得更好性能的自卸车车架结构。
结束语：综上，结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支，在我国汽车行业蓬勃发展的时期，深入研究这项被认为最富挑战性的力学研
究工作，使其在汽车的概念设计过程中充分发挥作用，对于提升结构可靠性，改
善整车性能，真正知道汽车设计具有很重要的意义。
参考文献：
[1]张壮,成建联,马娜.矿用自卸车刚性车架的力学分析与结构优化[J].建筑机
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