协同多尺度参数的CFRP控制臂可靠性优化方法
苏海亮
安登
覃秋林
韩哲
位腾腾
广西科技大学 机械与汽车工程学院,柳州 545616
摘要：[目的]碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)控制臂设计过程存在多尺度参数不确定性.现有研究多聚焦宏观铺层优化,难以兼顾材料微观特性波动与结构宏观可靠性,需协同宏、微观参数开展可靠性优化以充分发挥材料力学性能.[方法]首先,采用Digimat软件预测单向CFRP力学性能,并通过拉伸试验,验证预测精度,为跨尺度参数传递提供数据支撑;其次,基于等刚度原理完成CFRP控制臂结构替换,构建有限元分析模型,为可靠性评估提供计算载体;然后,提出双加权矢量投影响应面方法(Double-Weighted vector-projection Response Surface Method,DWRSM),结合多项式代理模型,实现多尺度不确定参数下的控制臂可靠性分析,平衡计算精度与效率;最后,融合代理模型、改进响应面法与粒子群优化算法,建立多尺度可靠性优化框架并开展求解.[结果]结果表明,双加权矢量投影响应面法与蒙特卡洛法相比,可靠度计算误差小于0.9％;优化后的CFRP控制臂在满足95％左右可靠度约束及性能要求下,较原钢制结构减重41.29％.研究成果可为复合材料汽车结构件的轻量化可靠性设计提供参考.
关键词：悬架控制臂碳纤维复合材料加权响应面法多尺度可靠性优化
分类号：TB332(工程材料学)
论文发表日期：2026-08-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 55-62 )
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