中型氢燃料电池货车车架多目标拓扑优化设计

以某中型氢燃料电池货车车架为研究对象，基于变密度法拓扑优化理论，实现了车架静态多工况刚度最大化和提高动态低阶固有频率的目标。保留车架附属连接件，以原车架外廓尺寸建立拓扑优化空间，采用各向同性材料惩罚函数进行多目标拓扑优化，获得最佳的车架结构布局，进行新车架结构设计。结果表明，新车架中部承载能力优于已经通过模态试验验证的原车架，最大应力下降35.6%;第一阶固有频率提高1.9 Hz,能够避开路面激励能量最大的区域；同时车架质量减轻7.8%,实现了氢燃料电池货车车架结构的专用化和轻量化设计。