5基于优化结果的新方案分析

5.1 优化方案

结合拓扑优化分析结果，重新设计拨叉模型，依据优化结果，拨叉主体的厚度变薄，宽度变窄，在拨叉末端增加一个U型槽，新设计的拨叉模型如图5所示。

图6   重设计后的拨叉结构

根据优化结果及制造可行性，对优化后的拨叉结构进行修改，修改后的拨叉结构如图6所示。拨叉改动量如下：①此处拨叉厚度减薄，由原来的8.7mm变为7.5mm。②该区域的厚度由原来的7.7mm变为8.5mm。③此区域厚度由原来的9.6mm变为9.0mm。④此处的U型开口再向里面延伸2.0mm。重新设计后的拨叉重量为0.45Kg。

5.2优化方案的有限元分析结果

对重新设计的拨叉方案进行同工况的有限元分析，分析结果如图6所示。

 新拨叉结构最大应力344Mpa，最大位移0.95mm，最大应力小于拨叉材料的屈服强度（560Mpa）。

5.3 优化指标分析

对优化前后零件的质量进行比较，原方案零件质量为0.56kg，优化方案零件质量为0.45kg，可见拓扑优化设计对结构轻量化改进效果明显。

5.4试验验证

优化后的拨叉结构后续进行投产，在所有进行4.5万公里耐久试验的车里面没有一台车拨叉出现故障。同时，该SUV上市至今也未有顾客反映拨叉出现问题。说明优化后的拨叉是满足设计要求的。

6结束语

本文通过运用HyperWorks软件对离合器拨叉进行静强度分析，评估了该件的风险，在分析基础上运用Optistruct软件对拨叉进行了拓扑优化，依据优化结果，为该拨叉的新方案提供了思路。结合有限元分析与拓扑优化，在项目开发前期，有效的减少了反复设计，缩短了开发周期。 文中的分析和优化方法也可以用于汽车上其它零部件的设计。

7参考文献

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Strength Analysis and Topology Optimization Design of Based On HyperWorks

Deng Lei Hong Huidi Cai Zhiwu Yu Xianzhong
　　　　

Abstract: In product R&D process, analysis of the study, simulation of the design plays an important role in improving design quality, shorten product development cycle. Base on the HyperWorks ，study the intensity computation and the finite element simulation analysis on the clutch fork in this article. The components stress and the distortion distribution are obtained and the design rationality is confirmed. The clutch fork was improved by the topology optimization. The stress distribution and quality of optimization clutch fork finite element analysis are compared with the original design. The study shows the stress in the fork was reduced to a great extent, and the distribution of the stress was better than before, substantial reduction of quality achieves lightweight, shorten the product cycle. It provides an important message for improvement design of the fork.

Key words: Clutch fork     Finite element   Topology optimization   HyperWorks    Lightweight