车架是承载车身和其他附属总负荷的重要结构,其性能的优劣可以直接影响整车性能。有研究表明,空载情况下,约70%的能源是被汽车车身重量消耗掉的。如果越野车的质量下降10%,那么燃油消耗率可以提高6%-8%。本文以企业某越野车型为研究对象,以增强越野车刚度、强度、安全性以及轻量化的目的,对越野车架进行如下研究:(1)根据某企业现有的越野车架点云模型,通过在Catia软件中进行模型简化处理后导入到Hypermesh软件中建立能够进行仿真计算的有限元模型。(2)对越野车架结构进行研究。在Hypermesh中越野车行驶中的满载弯曲、极限扭转、颠簸制动三种经典工况以及腾空、翻车两种恶劣工况进行模拟,对越野车身进行强度校核以及刚度分析。对车身骨架低阶自由模态进行分析车身骨架低阶自由模态,对车身骨架的频率分布以及振型图进行分析,检验车身骨架结构是否与设计要求有较大偏差。(3)根据刚度强度分析结果选择连续体的拓扑优化以加强车身骨架刚度和强度;以管件壁厚为设计变量,以灵敏度分析为筛选需要进行尺寸优化的设计变量的方法,在Hyperstudy软件中对筛选出的设计变量进行多目标尺寸优化,约束车身骨架一阶模态频率的同时将弯曲刚度扭转刚度最大作为目标函数,采用多目标遗传算法得到优化结果并实现减重19.9kg,减重5.5%,对比结构优化前有限元模型的刚度强度以及模态性能,证明了优化方案的有效性。(4)基于中国的GB11551-2003法规作为试验目标,选择100%RB碰撞作为正面碰撞进行研究,在LS-DYNA软件中将有限元模型与刚性墙正面碰撞分析在碰撞过程中越野车架结构变形情况、加速度变化、质量变化,验证了仿真结果准确性,仿真结果符合正面碰撞法规中的要求,进一步证明了汽车骨架的安全性和可靠性。