铝合金卡车油箱支架轻量化结构设计与CAE分析

【目的】轻量化是汽车发展的主要趋势之一，采用密度小、比强度高及减震性能好的铝合金制造重卡油箱支架，能够起到减轻零件重量、提高整车性能的作用。【方法】课题组根据钢质油箱支架的结构尺寸特征和铝合金压铸件轻量化设计原则设计了铝合金油箱支架，并基于支架的约束条件，利用有限元分析软件对油箱支架结构进行了受力分析，得出了两种油箱支架的应力和位移云图，最后还对比分析了压铸工艺（铝合金支架）和冲压工艺（钢质支架）的经济性。【结果】钢质和铝合金油箱支架的应力分布情况大致相同，均符合零件的服役标准，但铝合金油箱支架所受的应力、等效应变及最大位移量更小；铝合金油箱支架采用两侧有凹槽和内侧有加强筋的结构，可以明显提高支架的承载能力，其最大等效应力比钢质支架减少145.57 MPa，安全可靠性更高，并且具有明显的轻量化效果及较好的经济性，质量减轻42.2%。【结论】本研究结果证明了以铝代钢制造重卡油箱支架的合理性、科学性及可行性，能为汽车轻量化设计和发展提供新思路。