基于逆向工程和拓扑优化的转向节轻量化设计

逆向工程与拓扑优化技术广泛应用于汽车零部件轻量化设计，特别是结构轻量化、工艺轻量化等方面。采用逆向工程和拓扑优化方法对某型车辆转向节进行了轻量化的研究。首先采用逆向工程，在转向节的外表面喷涂显像剂，运用手持式三维扫描仪对转向节进行数据采集，基于Geomagic Wrap软件完成转向节点云数据的优化，点云数据封装，建立起转向节三维模型；其次确定转向节优化的边界，对转向节开展静力分析，根据转向节装配要求与设计经验，重构出转向节优化设计空间，以最小体积为优化目标，采用变密度法完成转向节的拓扑优化设计；然后根据拓扑优化设计结果，结合结构制造工艺，重构转向节结构，并开展有限元静力分析验证，最终实现了转向节的轻量化设计。