汽车轻型前桥壳工业再设计案例
那么，工业再设计如何实现“将设计回归需求本源”和“无论产品结构怎样复杂皆可制造”？本文中轻型前桥壳再设计案例，清晰完整地展示了从产品结构优化设计到加工制造的全过程，将工业再设计过程完整地呈现出来。
一、项目背景
驱动桥壳是底盘中最主要的承载部件，又是汽车运动主要传力部件，同时还是驱动桥等其他总成（主减速器、差速器和半轴等）的外壳，起到安装支撑和保护作用。驱动桥壳的刚度、强度和疲劳寿命是设计时必须加以考虑的重要指标。而传统前桥壳具有多零件、多焊缝和多连接的特点。因此产品焊缝强度、螺栓连接强度等都成为影响产品质量的重要因素，而近百个零部件和焊缝的存在，无疑为产品质量的保证带来巨大压力。
某汽车制造企业在长期研制和大量实践后也发现，一方面，军用车辆战技指标中，重量严重制约其作战使用效率和功能，减重是设计不懈追求的目标；另一方面，设计和铸造水平无法支撑时，用优质钢板机械成型后再焊接为整体部件是前桥壳采用的较好工艺手段，缺陷是设计和工艺受限，无法减重，同时也由于零部件数量多，焊缝多，还常出现焊接过程变形等问题。如何实现前桥壳结构设计的突破？
二、解决方案
结合用户企业需求，采用工业再设计方法：在精密成型工艺的保证下，利用拓扑优化方法对产品结构进行优化，放空设计标准和规范限制，从前桥壳结构需求本身出发，对前桥壳进行拓扑优化设计。精密成型工艺与拓扑优化相结合，优势在于以下几点。
打破束缚，拓宽前桥壳的优化空间。
利用一体化成型精密铸造工艺，生产成形桥壳，非冲焊桥壳，可以忽略焊接及其他连接的影响。
在精密铸造技术“不论多复杂都可以制造”的技术优势保证下，只要合理设计即有制造加工的可能。
1.拓扑优化
拓扑优化一般有三大方法：变厚度法、变密度法及均匀化方法，结合前桥壳结构力学特性，又包括：刚度、静强度、疲劳与断裂、固有频率和振动。无论采用何种优化算法、力学指标或试验类型，最优拓扑结构形式只考虑到结构的性能。结构的设计还需要满足制造工艺、装配关系等设计要求，需要在拓扑优化的基础上进行结构设计，模糊的拓扑结构提供的是一个取值范围，更利于后续设计。
安世亚太的工程专家和仿真专家，结合多年在专业领域的工程咨询和服务经验，基于对企业产品和客户需求的充分了解，制定详细拓扑优化方案：使用GENESIS StructuralOptimization工具，对前桥壳进行结构优化，使得刚度下降，位移增大，但根据QC/T534-1999《汽车驱动桥台架试验评价指标》的规定，刚度和强度指标依旧在可通过范围内。拓扑优化可行，减重50%。
一、项目背景
驱动桥壳是底盘中最主要的承载部件，又是汽车运动主要传力部件，同时还是驱动桥等其他总成（主减速器、差速器和半轴等）的外壳，起到安装支撑和保护作用。驱动桥壳的刚度、强度和疲劳寿命是设计时必须加以考虑的重要指标。而传统前桥壳具有多零件、多焊缝和多连接的特点。因此产品焊缝强度、螺栓连接强度等都成为影响产品质量的重要因素，而近百个零部件和焊缝的存在，无疑为产品质量的保证带来巨大压力。
某汽车制造企业在长期研制和大量实践后也发现，一方面，军用车辆战技指标中，重量严重制约其作战使用效率和功能，减重是设计不懈追求的目标；另一方面，设计和铸造水平无法支撑时，用优质钢板机械成型后再焊接为整体部件是前桥壳采用的较好工艺手段，缺陷是设计和工艺受限，无法减重，同时也由于零部件数量多，焊缝多，还常出现焊接过程变形等问题。如何实现前桥壳结构设计的突破？
二、解决方案
结合用户企业需求，采用工业再设计方法：在精密成型工艺的保证下，利用拓扑优化方法对产品结构进行优化，放空设计标准和规范限制，从前桥壳结构需求本身出发，对前桥壳进行拓扑优化设计。精密成型工艺与拓扑优化相结合，优势在于以下几点。
打破束缚，拓宽前桥壳的优化空间。
利用一体化成型精密铸造工艺，生产成形桥壳，非冲焊桥壳，可以忽略焊接及其他连接的影响。
在精密铸造技术“不论多复杂都可以制造”的技术优势保证下，只要合理设计即有制造加工的可能。
1.拓扑优化
拓扑优化一般有三大方法：变厚度法、变密度法及均匀化方法，结合前桥壳结构力学特性，又包括：刚度、静强度、疲劳与断裂、固有频率和振动。无论采用何种优化算法、力学指标或试验类型，最优拓扑结构形式只考虑到结构的性能。结构的设计还需要满足制造工艺、装配关系等设计要求，需要在拓扑优化的基础上进行结构设计，模糊的拓扑结构提供的是一个取值范围，更利于后续设计。
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