随着国家节能减排政策的不断推行,新能源汽车将成为未来汽车行业的发展趋势,对汽车结构的轻量化要求也不断提升。目前国内外汽车轻量化主要研究方向在于对于汽车及其零部件结构的轻量化,对新型轻量化材料和先进制造工艺的研究。本文基于此对江淮某新能源汽车钢制减震塔结构进行了轻量化设计和铝合金真空压铸工艺研究,以铝合金真空压铸件替代原来的钢制焊接结构,为大型复杂薄壁压铸件的结构轻量化设计提供了新的思路,对汽车零部件轻量化也具有重要的理论和实际意义。本文首先对结构优化设计和压铸模拟理论进行了简单介绍,并参考了压铸手册对压铸件圆角半径和加强筋排布方式设计原则进行了结构和工艺性的综合研究,对壁厚和浇口位置的选择给出了理论依据,完善了压铸件结构设计原则,为之后的减震塔结构和工艺设计提供了依据。以江淮某新能源汽车减震塔原为例,总结了此类带加强筋的大型薄壁压铸件结构设计方法:首先通过对原钢制减震塔结构进行静力学分析,提取出结构强度/刚度性能需求,作为拓扑优化过程中的约束条件,通过拓扑优化过程确定减震塔结构整体形式和加强筋的位置分布,进一步通过尺寸优化确定加强筋的厚度,得到最终设计结果。在拓扑优化过程中通过HyperWorks-Optistruct研究了不同设计区间划分方式以及拔模约束,最大、最小成员尺寸等不同制造约束对优化结果的影响。对所设计的铝合金减震塔结构进行了两种不同的浇注系统结构设计,通过ProCAST充型和凝固过程对比分析,确定了多浇口的浇注系统结构形式;进一步通过正交试验对工艺参数进行了优化,最终确定的最优工艺参数为:模具预热温度200℃、浇注温度660℃、真空度5KPa、压射速度3.0m/s。根据模拟结果进行了真空压铸实验,对比了两种模具结构得到的铸件的性能,验证了模拟结果的可靠性,同时对铸造缺陷进行了宏微观分析并提出预防措施,通过优化的浇注系统结构和工艺参数获得了力学性能良好的真空压铸件,最终经过热处理后的减震塔铸件各测试点平均力学性能为:屈服强度为261 MPa、抗拉强度为315 MPa、延伸率为9.4%。