CN113361008A - 一种尿素罐支架的优化设计方法及尿素罐支架 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种尿素罐支架的优化设计方法及尿素罐支架，涉及汽车技术领域，优化设计方法包括以下步骤：通过整车电测，得到整车上的尿素罐的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移；将最大冲击载荷设置为拓扑优化的载荷条件，将最小固有频率和最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标；建立尿素罐支架的待优化模型；基于载荷条件、约束条件和优化目标，对待优化模型进行拓扑优化，并得到传力路径；根据传力路径，对待优化模型进行材料去除，得到优化后的尿素罐支架。尿素罐支架包括两个并排设置的侧板、连接于两个侧板顶端的上盖板，以及连接于两个侧板底端的下托板。

Description

一种尿素罐支架的优化设计方法及尿素罐支架

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，特别涉及一种尿素罐支架的优化设计方法及尿素罐支架。

背景技术

目前汽车尿素罐支架的材料多为铸钢或钢材料，结构上多为铸件或型材通过焊接、螺栓连接等组装而成,有些结构会通过箍带将尿素罐与支架固定。

然而，首先由于尿素罐支架所用材料多为铸钢或型钢，在冲击工况下尿素罐支架尤其是与车架连接的根部会产生很高的应力集中，从而导致支架开裂。这样，为保证满足强度和刚度的要求，尿素罐支架设计的非常夯实，重量很大，并不利于汽车轻量化的需求。

其次，型钢支架间烧焊时，容易出现焊接瑕疵，导致在恶劣道路工况下抗击疲劳耐久的能力较差，从而导致支架开裂的问题。而且通过焊接、螺栓连接，导致支架结构复杂，工序较多。

最后，相关技术中，尿素罐支架的设计主要根据设计师的经验或参考竞品，没有有效的数据支撑，往往造成尿素罐支架的冗余或达不到强度和刚度的性能要求。

发明内容

本申请实施例提供一种尿素罐支架的优化设计方法及尿素罐支架，以解决相关技术中尿素罐支架的设计没有有效的数据支撑，导致尿素罐支架的重量过重，或者达不到强度和刚度的性能要求的问题。

第一方面，提供了一种尿素罐支架的优化设计方法，其包括以下步骤：

通过整车电测，得到整车上的尿素罐的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移；

将所述最大冲击载荷设置为拓扑优化的载荷条件，将所述最小固有频率和所述最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标；

建立尿素罐支架的待优化模型；

基于所述载荷条件、约束条件和优化目标，对所述待优化模型进行拓扑优化，并得到传力路径；

根据所述传力路径，对所述待优化模型进行材料去除，得到优化后的尿素罐支架。

一些实施例中，通过整车电测，得到所述整车上的尿素罐的最大冲击载荷；具体包括以下步骤：

在不同的路况上，对整车进行电测，得到所述整车上与尿素罐连接的车架的加速度a₁，以及尿素罐的加速度a₂；

获得不同路况下a₂与a₁的差值，并将最大差值作为尿素罐的最大冲击载荷。

一些实施例中：

所述车架的加速度a₁包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

所述尿素罐的加速度a₂包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

获得不同路况下a₂与a₁的差值，并将最大差值作为尿素罐的最大冲击载荷，具体包括以下步骤：

获得不同路况下

与

的差值，并将Z方向的最大差值

作为尿素罐的Z方向的最大冲击载荷；

获取与

相对应的X方向的差值以及Y方向的差值，并分别作为尿素罐的X方向的最大冲击载荷和Y方向的最大冲击载荷。

一些实施例中，所述Z方向的最大冲击载荷为10.4G、所述Y方向的最大冲击载荷为2.8G、所述X方向的最大冲击载荷为4.8G，其中，G表示重力加速度。

一些实施例中，通过整车电测，得到所述整车上的尿素罐的最小固有频率；具体包括以下步骤：

在不同的路况上，对整车进行电测，得到所述整车上的尿素罐的加速度a₂；

对所有的a₂进行滤波，得到各路况下的功率谱密度曲线；

根据所有的功率谱密度曲线，得到所述尿素罐的激励频率；

根据所述激励频率，得到所述尿素罐的最小固有频率。

一些实施例中，所述最小固有频率为18.5Hz。

一些实施例中，通过整车电测，得到所述整车上的尿素罐的最大位移；具体包括以下步骤：

在不同的路况上，对整车进行电测，得到所述整车上与尿素罐连接的车架的加速度a₁，以及尿素罐的加速度a₂；所述车架的加速度a₁包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

所述尿素罐的加速度a₂包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

根据

和

通过傅里叶转换，得到不同路况下所述车架和所述尿素罐的Z方向的位移x₁和x₂；

获得不同路况下x₂与x₁的差值，并将最大差值Δx_max作为尿素罐的最大位移。

一些实施例中，所述最大位移为11mm。

一些实施例中：

所述待优化模型包括并排设置的两个侧板，连接于两个所述侧板顶端的上盖板，以及连接于两个所述侧板底端的下托板；

对所述待优化模型进行拓扑优化，并得到传力路径；具体包括以下步骤：

将两个所述侧板作为设计区域，将所述上盖板和所述下托板作为非设计区域；

对所述非设计区域施加所述最大冲击载荷；

在所述设计区域得到传力路径。

第二方面，提供了一种使用上述所述的尿素罐支架的优化设计方法得到的尿素罐支架，该尿素罐支架包括两个并排设置的侧板、连接于两个所述侧板顶端的上盖板，以及连接于两个所述侧板底端的下托板；所述侧板包括：

主框架；

竖直设置的第一传力筋，所述第一传力筋的两端分别与所述主框架的顶端和底端连接；

V字型的第二传力筋，所述第二传力筋水平设置，且其开口端与所述主框架的外侧边连接，闭口端位于所述第一传力筋与所述主框架的内侧边之间，且所述第二传力筋与所述第一传力筋连接，并形成一空腔；

水平设置的第三传力筋，所述第三传力筋的一端与所述主框架的内侧边连接，另一端与所述第二传力筋的闭口端连接。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：本申请实施例通过整车电测，获得整车上的尿素罐的实际的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移，并将最大冲击载荷设置为拓扑优化的载荷条件，将最小固有频率和最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标；这样进行拓扑优化得到的尿素罐支架的刚度最大、质量最小，且通用性高，适用于任一车型和任一路况，适合大批量生产。

本申请实施例提供了一种尿素罐支架的优化设计方法及尿素罐支架，由于本申请实施例通过整车电测，获得整车上的尿素罐的实际的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移，并将最大冲击载荷设置为拓扑优化的载荷条件，将最小固有频率和最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标，因此，这样进行拓扑优化得到的尿素罐支架的刚度最大、质量最小，且通用性高，适用于任一车型和任一路况，适合大批量生产。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1提供的一种尿素罐支架的优化设计方法的流程图；

图2为本申请实施例1提供的待优化模型的结构示意图；

图3为本申请实施例1提供的传力路径的示意图；

图4为本申请实施例1提供的优化后的尿素罐支架的结构示意图；

图5为本申请实施例1进行整车电测的结构示意图；

图6为本申请实施例2提供的尿素罐支架的结构示意图；

图7为本申请实施例2提供的尿素罐支架的侧板的结构示意图。

图中：1、整车；2、尿素罐；3、待优化模型；30、侧板；300、主框架；301、第一传力筋；302、第二传力筋；303、空腔；304、第三传力筋；31、上盖板；32、下托板；4、传力路径；5、车架；6、尿素罐支架。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例1：

本申请实施例1提供了一种尿素罐支架的优化设计方法其包括以下步骤：

S1：通过整车电测，得到整车1上的尿素罐2的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移；

在汽车试验场的综合路面工况(搓板路、卵石路、扭曲路、石块路等不同路面)上，对商用车的不同车型(工程车、牵引车、载货车等)，进行电测，统计分析所有车型在各路况下测试得到的路谱图，得到整车1上的尿素罐2的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移。本申请实施例1获得的尿素罐2的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移是以实际测试为依据，获得的真实可靠的数据。

S2：将最大冲击载荷设置为拓扑优化的载荷条件，将最小固有频率和最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标；

拓扑优化需确定载荷条件、约束条件和优化目标，本申请实施例1将最大冲击载荷设置为拓扑优化的载荷条件，将最小固有频率和最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标，目的是获得刚度最大、质量最小的尿素罐支架6。而且最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移这三个值表示的是在最恶劣路况下行驶的车辆受到的冲击载荷、未发生共振的固有频率，以及产生的位移，那么说明基于这三个值优化后的尿素罐支架6能适用于任一路况，以及任一车型，且最经济最可靠，通用性最好。

S3：参见图2所示，建立尿素罐支架6的待优化模型3；

基于有限元分析软件，建立尿素罐支架6的待优化模型3，待优化模型3包括并排设置的两个侧板30，连接于两个侧板30顶端的上盖板31，以及连接于两个侧板30底端的下托板32，其中侧板30为实心结构，且待优化模型3的外轮廓与尿素罐2的外轮廓相适配。

S4：参见图3所示，基于载荷条件、约束条件和优化目标，对待优化模型3进行拓扑优化，并得到传力路径4；

将待优化模型3输入拓扑优化软件中，并输入载荷条件、约束条件和优化目标，通过对待优化模型3施加最大冲击载荷，同时保证待优化模型3的固有频率大于最小固有频率，且位移小于最大位移，得到满足条件的传力路径4，传力路径4表明：当待优化模型3受到最大冲击载荷时，为了保证待优化模型3的固有频率大于最小固有频率，且位移小于最大位移，待优化模型3上主要承力的部位。

S5：参见图4所示，根据传力路径4，对待优化模型3进行材料去除，得到优化后的尿素罐支架6。

在保证了刚度最大的基础上，为了达到质量最小的目的，只需要保留主要承力的部位，也就是保留传力路径4的结构，去除掉不属于传力路径4上的材料，最终得到刚度最大、质量最小的尿素罐支架6。

为了证明本申请实施例1选取的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移所优化的尿素罐支架6的刚度最大、质量最小，对优化后的尿素罐支架6的性能进行了验证：

对优化后的尿素罐支架6通过仿真的方法,对其强度、刚度、抗振动特性、疲劳耐久性性能进行验证：

A、冲击工况：施加最大冲击载荷,并获得尿素罐支架6在该最大冲击载荷的应力，获得的应力低于用于制备尿素罐支架6的材料的屈服极限。

B、振动工况：验证得到尿素罐支架6的固有频率大于18.5Hz。

C、刚度工况：验证得到尿素罐支架6的位移未超过11mm。

D、耐久性验证：通过实测道路试验的时域信号，进行耐久性验证。在时域信号下的尿素罐支架6寿命在30万公里以上。

而且，本申请实施例1还通过几个对比例来进行说明：

若本申请实施例1通过电测获得的尿素罐支架6的最大冲击载荷为10G，满足上述验证要求。

对比例1：

将拓扑优化的载荷条件设置为5G，小于尿素罐支架6的最大冲击载荷，那么拓扑优化得到的传力路径所占的面积会大大减小，那么导致去除的部分变多，最终得到的尿素罐支架6的质量也会变小，但是尿素罐支架6无法满足强度、刚度、抗振动特性、疲劳耐久性性能的测试，那么得到的尿素罐支架6会易开裂。

对比例2：

将拓扑优化的载荷条件设置为15G，大于尿素罐支架6的最大冲击载荷，那么拓扑优化得到的传力路径所占的面积会大大增大，那么导致去除的部分变小，最终得到的尿素罐支架6的质量也会增大，这样会造成尿素罐支架6的质量的冗余，经济性差。

因此，选用本申请实施例1通过电测获得的最大冲击载荷作为拓扑优化的载荷条件，将所述最小固有频率和所述最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标，才能得到最经济和最可靠的尿素罐支架6。

可选的，参见图5所示，步骤S1中通过整车电测，得到整车1上的尿素罐2的最大冲击载荷；具体包括以下步骤：

S10：在不同的路况上，对整车1进行电测，得到整车1上与尿素罐2连接的车架5的加速度a₁，以及尿素罐2的加速度a₂；

在搓板路、卵石路、扭曲路、石块路等不同路面上，对整车进行电测，具体过程是：在车架5上设置加速度传感器，来获取车架5重要的运动模式(平移)下的加速度a₁，在尿素罐2上设置加速度传感器，来获取尿素罐2在重要的运动模式(平移)下的加速度a₂，其中，图5中车架5上的箭头代表车架5上加速度传感器布置位置与测量方向，图5中尿素罐2上的箭头代表尿素罐2上加速度传感器布置位置与测量方向。

S11：获得不同路况下a₂与a₁的差值，并将最大差值作为尿素罐2的最大冲击载荷。

具体步骤为：

S110：车架5的加速度a₁包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

尿素罐2的加速度a₂包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

以整车1的宽度方向为X方向，以行车方向为Y方向，以整车1的高度方向为Z方向。

S111：排除共振情况下产生道德获得不同路况下

与

的差值，并将Z方向的最大差值

作为尿素罐2的Z方向的最大冲击载荷；

尿素罐2在Z方向的冲击载荷对尿素罐2产生的影响最大，因此本申请实施例1以Z方向的冲击载荷为主，先确定尿素罐2的Z方向的最大冲击载荷

S112：获取与

相对应的X方向的差值以及Y方向的差值，并分别作为尿素罐2的X方向的最大冲击载荷和Y方向的最大冲击载荷。

以

作为拓扑优化的载荷条件，只要尿素罐支架6能在受到

的冲击载荷的情况下满足强度要求，那么尿素罐支架6在受到X方向的最大冲击载荷和Y方向的最大冲击载荷的情况下自然也能满足强度要求。

优选的，Z方向的最大冲击载荷为10.4G、Y方向的最大冲击载荷为2.8G、X方向的最大冲击载荷为4.8G，其中，G表示重力加速度。

可选的，步骤S1中通过整车1电测，得到整车1上的尿素罐2的最小固有频率；具体包括以下步骤：

S12：在不同的路况上，对整车1进行电测，得到整车1上的尿素罐2的加速度a₂；

在搓板路、卵石路、扭曲路、石块路等不同路面上，对整车进行电测，具体过程是：在尿素罐2上设置加速度传感器，来获取尿素罐2在重要的运动模式(平移)下的加速度a₂，其中，图5中尿素罐2上的箭头代表尿素罐2上加速度传感器布置位置与测量方向。其中，尿素罐2的加速度a₂包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

S13：对所有的a₂进行滤波，得到各路况下的功率谱密度曲线；

具体为：对所有的

进行滤波，得到各路况下的功率谱密度曲线。

S14：根据所有的功率谱密度曲线，得到尿素罐2的激励频率；

激励频率为尿素罐2与路面产生一阶共振的频率。

S15：根据激励频率，得到尿素罐2的最小固有频率。

获取所有产生共振的激励频率，尿素罐2的最小固有频率大于最大激励频率，以保证优化后的尿素罐支架6在任何路况上行驶都不会产生共振，可以有效避免尿素罐支架6的振动疲劳开裂现象。

优选的，最小固有频率为18.5Hz。

获取的激励频率的范围为10-14Hz，为了满足不同重量的尿素罐2，将最小固有频率设置为18.5Hz。

进一步的，步骤S1中通过整车1电测，得到整车1上的尿素罐2的最大位移；具体包括以下步骤：

S16：在不同的路况上，对整车1进行电测，得到整车1上与尿素罐2连接的车架5的加速度a₁，以及尿素罐2的加速度a₂；车架5的加速度a₁包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

尿素罐2的加速度a₂包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

在搓板路、卵石路、扭曲路、石块路等不同路面上，对整车进行电测，具体过程是：在车架5上设置加速度传感器，来获取车架5重要的运动模式(平移)下的加速度a₁，在尿素罐2上设置加速度传感器，来获取尿素罐2在重要的运动模式(平移)下的加速度a₂，其中，图5中车架5上的箭头代表车架5上加速度传感器布置位置与测量方向，图5中尿素罐2上的箭头代表尿素罐2上加速度传感器布置位置与测量方向。

S17：根据

和

通过傅里叶转换，得到不同路况下车架5和尿素罐2的Z方向的位移x₁和x₂；

S18：获得不同路况下x₁与x₂的差值，并将最大差值Δx_max作为尿素罐2的最大位移。

优选的，最大位移为11mm。

进一步的，参见图2所示，待优化模型3包括并排设置的两个侧板30，连接于两个侧板30顶端的上盖板31，以及连接于两个侧板30底端的下托板32。其中侧板30为实心结构，且待优化模型3的外轮廓与尿素罐2的外轮廓相适配。

步骤S4中对待优化模型3进行拓扑优化，并得到传力路径4；具体包括以下步骤：

S40：将两个侧板30作为设计区域，将上盖板31和下托板32作为非设计区域；

设计区域指进行材料去除的区域，非设计区域指不进行材料去除的区域。

S41：对非设计区域施加最大冲击载荷；

在上盖板31的中心位置和下托板32的中心位置施加最大冲击载荷，但是本申请实施例1最终选取的是在上盖板31的中心位置施加最大冲击载荷后得到的传力路径4。这是由于上盖板31位于尿素罐支架6这种悬臂梁结构的端部，由于端部中心位置在实际中受到的冲击载荷基本最大，因此选取端部中心位置施加最大冲击载荷，得到的传力路径4最能满足刚度最大的要求。

S42：在设计区域得到传力路径4。

并去除设计区域的非传力路径4的材料，得到优化后的尿素罐支架6，从而得到质量最小的尿素罐支架6.

实施例2：

参见图6和图7所示，本申请实施例2提供了一种使用上述尿素罐支架的优化设计方法得到的尿素罐支架，尿素罐支架6包括两个并排设置的侧板30、连接于两个侧板30顶端的上盖板31，以及连接于两个侧板30底端的下托板32；侧板30包括主框架300、竖直设置的第一传力筋301、V字型的第二传力筋302和水平设置的第三传力筋304，第一传力筋301的两端分别与主框架300的顶端和底端连接；第二传力筋302水平设置，且其开口端与主框架300的外侧边连接，闭口端位于第一传力筋301与主框架300的内侧边之间，且第二传力筋302与第一传力筋301连接，并形成一空腔303；第三传力筋304的一端与主框架300的内侧边连接，另一端与第二传力筋302的闭口端连接。

通过实施例1的优化设计方法得到传力路径4，传力路径4的尺寸也确定，保留传力路径4的部分和主框架300，去掉侧板30上的剩余部分，就得到刚度最大、质量最小的尿素罐支架6。

待优化模型3的尿素罐支架的总重为22.35KG，优化后的尿素罐支架6总重19.08KG，降重3.27KG。

对优化后的尿素罐支架6通过仿真的方法,对其强度、刚度、抗振动特性、疲劳耐久性性能进行验证：

A、冲击工况：对尿素罐支架6施加Z方向的最大冲击载荷10.4G、Y方向的最大冲击载荷2.8G、X方向的最大冲击载荷4.8G，其中，G表示重力加速度,并获得尿素罐支架6在该最大冲击载荷的应力，且应力为95MPa，获得的应力低于用于制备尿素罐支架6的铝合金材料的屈服极限220MPa。

B、振动工况：验证得到尿素罐支架6的固有频率为18.9Hz，大于18.5Hz。

C、刚度工况：验证得到尿素罐支架6的位移为9.78mm，未超过11mm。

D、耐久性验证：通过实测道路试验的时域信号，进行耐久性验证。在时域信号下的尿素罐支架6寿命在30万公里以上。

从上述验证可知，本申请实施例2的尿素罐支架6满足刚度最大、质量最小的要求。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于，其包括以下步骤：

通过整车电测，得到整车(1)上的尿素罐(2)的最大冲击载荷、最小固有频率以及最大位移；

将所述最大冲击载荷设置为拓扑优化的载荷条件，将所述最小固有频率和所述最大位移做设置为拓扑优化的约束条件，以及将质量最小设置为拓扑优化的优化目标；

建立尿素罐支架(6)的待优化模型(3)；

基于所述载荷条件、约束条件和优化目标，对所述待优化模型(3)进行拓扑优化，并得到传力路径(4)；

根据所述传力路径(4)，对所述待优化模型(3)进行材料去除，得到优化后的尿素罐支架(6)。

2.如权利要求1所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于，通过整车电测，得到所述整车(1)上的尿素罐(2)的最大冲击载荷；具体包括以下步骤：

在不同的路况上，对整车(1)进行电测，得到所述整车(1)上与尿素罐(2)连接的车架(5)的加速度a₁，以及尿素罐(2)的加速度a₂；

获得不同路况下a₂与a₁的差值，并将最大差值作为尿素罐(2)的最大冲击载荷。

3.如权利要求2所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于：

所述车架(5)的加速度a₁包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

所述尿素罐(2)的加速度a₂包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

获得不同路况下a₂与a₁的差值，并将最大差值作为尿素罐(2)的最大冲击载荷，具体包括以下步骤：

获得不同路况下

与

的差值，并将Z方向的最大差值

作为尿素罐(2)的Z方向的最大冲击载荷；

获取与

相对应的X方向的差值以及Y方向的差值，并分别作为尿素罐(2)的X方向的最大冲击载荷和Y方向的最大冲击载荷。

4.如权利要求3所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于，所述Z方向的最大冲击载荷为10.4G、所述Y方向的最大冲击载荷为2.8G、所述X方向的最大冲击载荷为4.8G，其中，G表示重力加速度。

5.如权利要求1所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于，通过整车(1)电测，得到所述整车(1)上的尿素罐(2)的最小固有频率；具体包括以下步骤：

在不同的路况上，对整车(1)进行电测，得到所述整车(1)上的尿素罐(2)的加速度a₂；

对所有的a₂进行滤波，得到各路况下的功率谱密度曲线；

根据所有的功率谱密度曲线，得到所述尿素罐(2)的激励频率；

根据所述激励频率，得到所述尿素罐(2)的最小固有频率。

6.如权利要求5所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于，所述最小固有频率为18.5Hz。

7.如权利要求1所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于，通过整车(1)电测，得到所述整车(1)上的尿素罐(2)的最大位移；具体包括以下步骤：

在不同的路况上，对整车(1)进行电测，得到所述整车(1)上与尿素罐(2)连接的车架(5)的加速度a₁，以及尿素罐(2)的加速度a₂；所述车架(5)的加速度a₁包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

所述尿素罐(2)的加速度a₂包括X方向的加速度

Y方向的加速度

以及Z方向的加速度

根据

和

通过傅里叶转换，得到不同路况下所述车架(5)和所述尿素罐(2)的Z方向的位移x₁和x₂；

获得不同路况下x₂与x₁的差值，并将最大差值Δx_max作为尿素罐(2)的最大位移。

8.如权利要求7所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于，所述最大位移为11mm。

9.如权利要求1所述的尿素罐支架的优化设计方法，其特征在于：

所述待优化模型(3)包括并排设置的两个侧板(30)，连接于两个所述侧板(30)顶端的上盖板(31)，以及连接于两个所述侧板(30)底端的下托板(32)；

对所述待优化模型(3)进行拓扑优化，并得到传力路径(4)；具体包括以下步骤：

将两个所述侧板(30)作为设计区域，将所述上盖板(31)和所述下托板(32)作为非设计区域；

对所述非设计区域施加所述最大冲击载荷；

在所述设计区域得到传力路径(4)。

10.一种使用如权利要求1所述的尿素罐支架的优化设计方法得到的尿素罐支架，其特征在于，该尿素罐支架(6)包括两个并排设置的侧板(30)、连接于两个所述侧板(30)顶端的上盖板(31)，以及连接于两个所述侧板(30)底端的下托板(32)；所述侧板(30)包括：

主框架(300)；

竖直设置的第一传力筋(301)，所述第一传力筋(301)的两端分别与所述主框架(300)的顶端和底端连接；

V字型的第二传力筋(302)，所述第二传力筋(302)水平设置，且其开口端与所述主框架(300)的外侧边连接，闭口端位于所述第一传力筋(301)与所述主框架(300)的内侧边之间，且所述第二传力筋(302)与所述第一传力筋(301)连接，并形成一空腔(303)；

水平设置的第三传力筋(304)，所述第三传力筋(304)的一端与所述主框架(300)的内侧边连接，另一端与所述第二传力筋(302)的闭口端连接。

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