摘要：在客车研发的概念阶段引入拓扑优化设计,能够得到符合结构承载特性的最优材料分配方案,对车身的结构安全性和轻量化具有重要意义。但是由于客车有限元模型单元数庞大,同时客车的实际运行工况复杂,使得拓扑优化分析耗时耗力,而分析结果的参考价值却比较低。文中引入子结构方法,将不进行优化的部分凝聚为超单元参与拓扑优化分析,极大地节约了分析时间。同时,采用基于载荷等效法的边界条件建模方法,提高了拓扑优化结果的有效性。基于以上方法对某空气悬架客车的顶棚、侧围、底架格栅进行了复合工况的拓扑优化,验证了建模方法的有效性。

关键词：拓扑优化 子结构 载荷等效 客车 有限元 

单位：山东理工大学交通与车辆工程学院 山东淄博255049