汽车门锁作为车门组件中的重要部件,其性能要求直接影响到乘客人身安全和车内财产安全。当今随着国家对汽车轻量化的不断重视,如何在保持性能的前提下实现对汽车结构的轻量化,这就对汽车上的零部件提出了更高的结构要求,汽车门锁作为安全件也首当其冲。由于我国对汽车门锁的研究起步较晚,传统的汽车门锁结构在重量上还有很大的优化空间。所以,本文在阅读大量文献的前提下,了解汽车门锁的组成部分和工作原理,从设计建模、装配配合、受力分析、有限元分析、拓扑优化和性能验证这六个方面对汽车门锁的结构展开了轻量化设计研究。首先,将由多个零部件构成的复杂汽车门锁结构用运动链系统表示出来,绘制出了汽车门锁的功能示意图,介绍了一般汽车门锁的组成部分、功能要求、设计要求和工作原理。在此基础上,运用Solidworks软件对汽车门锁的锁紧机构、外开启机构、内开启机构、外锁止机构和内锁止机构进行结构设计,绘制三维模型并进行装配。对汽车门锁结构中可以进行优化的零部件进行受力分析,简化受力情况并绘制受力分析图。其次,建立了以结构单元相对密度为设计变量,以结构柔度最小为目标函数的变密度法拓扑优化的数学模型。在此基础上运用Ansys Workbench有限元分析软件对汽车门锁的棘轮棘爪、外开摇臂、释放推杆、内控臂和外锁止摇臂进行了静力学分析,得到了各个零件对应的应力分布云图和位移分布云图,确定各个零件的薄弱位置和可优化区域。在静力学分析的基础上,采用变密度法对各个零件进行了拓扑优化,并对零件进行了重新设计达到了轻量化的目的。最后,对优化后的汽车门锁的锁紧机构进行了必要的纵向和横向方向的载荷试验,试验数据表明新的锁紧机构满足强度性能要求。对整个汽车门锁系统进行简化分析,绘制出用于计算耐惯性力的分析图,计算结果表明新的汽车门锁结构符合国家规定的耐惯性力要求。