汽车整车悬架系统中重要组分之一的汽车横向稳定杆,其功用在于提升汽车悬架的侧倾刚度,从而使车辆在路况较差或车辆转弯行驶时都可以保证车辆的平稳行驶并提高其安全性与舒适性。随着《中国制造2025》文件的颁布以及我国节能与新能源汽车战略的实施,汽车类产品正面临重大革新。其中,汽车轻量化是一个重要主题。为此,在确保产品相关性能满足要求的前提下,部分汽车车型所配置的汽车横向稳定杆的结构开始出现由实心结构向空心结构的变革,并且该变革愈来愈为产业内所关注、重视。因此,结合上述两点,本文结合企业的技术开发项目,选以某款SUV车型所配置的新型空心结构汽车横向稳定杆,以期研究其结构的力学特性,并针对结构设计,通过数值仿真的方法进一步展开性能优化设计以完善产品。本文为研究该汽车横向稳定杆的轻量化设计方法,在建立汽车横向稳定杆有限元模型基础上,通过对受载荷状态下的杆臂端部位移和杆件应力的数值分析与理论计算,检验数值计算结果的准确性;然后采用ISIGHT软件集成CATIA和ABAQUS的方式开展汽车横向稳定杆的轻量化参数优化分析,并获得的最优汽车横向稳定杆结构设计参数;最后,通过与原始横向稳定杆的应力、侧倾刚度以及疲劳等性能分析,进一步验证轻量化后的汽车横向稳定杆拥有更好的综合性能。本文具有一定的研究意义和实用价值,同时也将为相关领域的研究和发展提供借鉴意义。首先,依据该款SUV车型的空心结构汽车横向稳定杆的结构参数图,基于计算机有限元分析技术,通过对该汽车横向稳定杆的结构进行有限元静力学分析和有限元模态分析,对其结构性能进行研究。通过相关计算机软件完成对该汽车横向稳定杆的三维模型及有限元模型构建后,基于计算机ABAQUS软件对其模型进行有限元分析,最终得到该汽车横向稳定杆的应力云图和整体位移云图。相关云图及数据表明:该汽车横向稳定杆的最大应力响应为293.7MP,远小于汽车横向稳定杆的材料屈服应力;该汽车横向稳定杆结构整体位移量最大为8.517mm,符合相关设计的要求。此外,该汽车横向稳定杆的前五阶模态固有频率依次分别为:142.6Hz、150.6Hz、153.9Hz、160.0Hz和311.9Hz。因此,该汽车横向稳定杆的结构强度和刚度均符合要求,结构振动属性处于低频率振动范围内。其次,通过使用专业的模态试验相关仪器,对汽车横向稳定杆设计并开展了产品实物的模态分析试验。模态试验结果表明:该汽车横向稳定杆的前五阶固有频率依次分别为152.3Hz、159.8Hz、168.8Hz、171.1Hz和288.2Hz,与之前的有限元模态分析结果误差较小,说明之前所创建的汽车横向稳定杆的有限元模型具有可靠性,为下文基于计算机仿真模型的汽车横向稳定杆结构优化奠定基础。最后,针对汽车横向稳定杆有限元分析结果中所发现的潜在问题,以及基于汽车横向稳定杆产品的性能考虑,借助计算机ISIGHT软件并且集成多个计算机工程软件,对该汽车横向稳定杆的三个结构参数(杆臂长度、杆件外圆直径和内圆直径)展开多目标优化设计。经过相关优化设计研究确定最佳方案,经验证,轻量化后的汽车横向稳定杆质量降低了 18.1%,应力降低了 7.1%,侧倾角刚度提升了 26.4%,并且在大负荷工况下疲劳寿命提升了 14.8%。