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車輛懸吊雙叉骨控制臂之優化設計

為了解決lexus es缺點的問題，作者蔡任庭 這樣論述：

現在全世界對車輛油耗法規日趨嚴格，使得各車廠得將旗下各車款減輕重量，而一般車廠在懸吊控制臂上，以下皆簡稱控制臂，為了節省成本都使用鋼製控制臂，其優點為價格便宜，成形容易，但是缺點為重量比起鋁合金來的更重，也因此有越來越多車廠除了改變材料外，也希望藉由拓譜最佳化在減輕控制臂的同時又可符合應力。 本文針對車輛上下控制臂進行輕量化研究，其材料選用市面上常見的A356合金，而在進行拓譜之前先運用SOLIDWORKS軟體繪出整車模型，再依據台灣財團法人車輛研究測試中心Automotive Research & Testing Center以下簡稱ARTC，針對整車道路測試所規定的各項路況藉由SO

LIDWORKS內動作研究分析得到控制臂上的支點負載，再將模型放入到靜態研究分析中藉以觀察控制臂的變形情況以及整體等效應力分布情形，觀察完應力分佈後再使用Topology模組進行最佳化，並指定其連接臂作為主要拓譜區，其他部分維持原有形狀。拓譜完畢後，在進行靜態分析、疲勞分析、頻率分析以確保其拓樸完後的模型可符合安全規範，而本實驗目標為降低上下控制臂的連接臂，在經過二次的拓譜最佳化後，上控制臂結果為原先模型質量減輕了69%，最大等效應力由69MPa上升至135MPa上升49%，疲勞壽命由〖2.3*10〗^8次降低至39.5萬次，第一階段頻率值由900Hz下降至782Hz下降13%，下控制臂由原先

模型質量減輕了58%，最大等效應力由93MPa上升至136MPa上升46%，疲勞壽命由292萬次降低至44萬次，第一階段頻率值由628Hz下降至525Hz下降16.4%，上下控制臂最大等效應力皆可符合安全係數1.3的138MPa以下，壽命也符合嚴苛標準24萬次以上，而在頻率上可在350Hz以上。