邓磊 洪慧娣 蔡志武 余显忠
江铃汽车股份有限公司 江西南昌 330001
摘要：在产品开发过程中，对研究对象进行分析、仿真计算对提高产品的设计质量、缩短产品的开发周期起着非常重要的作用。本文基于HyperWorks平台对某SUV离合器拨叉在产品开发阶段强度计算和有限元模拟，得到了零件的应力和变形分布，并通过拓扑优化对拨叉进行改进，优化后的拨叉不仅应力大为下降，质量也有所减轻，在设计阶段就实现了轻量化，缩短了该零件的开发周期，为拨叉的设计提供了很有效的方法。
关键字：离合器拨叉,有限元分析,拓扑优化,HyperWorks,轻量化
1引言
在某SUV车型前期项目开发过程中，对于离合器拨叉的开发，由设计人员先进行产品设计，然后利用有限元软件HyperWorks进行分析，通过分析结果来评判所设计结构是否合格。在分析基础上，通过采用拓扑优化手段对结果进行优化减重，根据优化结果，得到更优的拨叉设计方案。在概念开发阶段就着手进行结构优化有限元分析，有助于减少开发过程中的设计反复，缩短开发周期，提高产品竞争力。
2拨叉方案设计
原始拨叉设计方案的得出是依据设计工程师经验并参考其它相关车型的拨叉设计方案得到的。原始拨叉设计方案如图1所示。拨叉重量为0.56Kg，所用材料为40MnVS，材料弹性模量为2.1e5Mpa，泊松比为0.28,密度为7.85e-9Ton/mm3,屈服强度为560Mpa。
3有限元分析
3.1有限元模型
采用HyperMesh软件对拨叉建立有限元模型，模型采用四面体网格划分，共划分了9914个单元，11724个节点。
3.2 载荷与边界条件的确定
对于拨叉来说，主要受到分缸施加的分离力，经实际测量，该分缸给予拨叉的最大分离力为2150N，约束施加完载荷与边界条件的有限元模型如图2所示。
