车架作为货车的主要承载部件,在货车结构中扮演着十分重要的角色,因此车架的安全性与可靠性对于整车来说是至关重要的。因此,本文基于遗传算法,在满足可靠度的前提下,对车架进行了轻量化设计。本文所做工作如下:1、建立了车架拓扑优化模型。以单元密度作为设计变量,以结构柔度最小作为目标函数,以结构体积分数作为约束条件,分别针对弯曲、扭转、制动和急转弯四种典型工况对车架进行了拓扑优化,同时参考同类型车架横梁与纵梁的结构形式,最终得到车架的几何模型。2、对车架进行了静强度分析。建立了车架的有限元模型,分析了弯曲、扭转、制动和急转弯四种典型工况下车架的静强度,指出了车架的危险部位,得到了车架的应力云图和位移云图,验证了车架四种典型工况的静强度均满足要求。3、基于降维算法,建立了车架的可靠性分析模型。通过降维算法将车架的功能函数转化成单变量函数,然后利用Taylor法得到功能函数的前四阶矩,最后运用矩法得到了车架的失效概率。结果表明,车架的弯曲、制动和急转弯工况的可靠度均满足设计要求,但扭转工况可靠度不满足设计要求。另外,将本文方法与蒙特卡洛法、一次二阶矩法、二次二阶矩法进行对比可知,本文方法具有相对误差更小,分析耗时更短的优点。4、建立了车架可靠性优化模型。选取了9个关键零部件的板厚为设计变量,以载荷和屈服极限应力为随机变量,以车架弯曲、扭转、制动和急转弯工况下功能函数的可靠度均大于规定可靠度为约束条件,以车架总质量最小为目标函数,基于遗传算法对车架进行了可靠性优化。