optimized control arm is 785Hz,which is 573.1Hz higher than that of the steel control arm,and the vibration performance is significantly improved. KEY WORDS suspension control arm:CFRP-aluminum foam sandwich structure:cellular pore model of aluminum foam hexahedron:quasi-static compression:multi-level optimization. 随着汽车轻量化技术的发展，新材料、新结构和新工艺的使用受到了越来越多的关注。其中， 碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced plastics,CFRP)因其高强度、高模量的优越性能在 汽车轻量化技术的发展中占据了重要地位1，国内外学者针对C℉P在汽车上的应用做了许多研究 工作。秦溶蔓等对纤维-陶瓷复合防弹板抗侵彻性能影响因素进行了分析，研究发现，通过采取增 加陶瓷厚度、采用合适的黏合力参数等措施能够提高其防护性能。陈光等提Φ人种CFRP-低碳 钢的十二直角薄壁梁保险杠结构，通过等刚度替代得到了一系列的厚度方案义并通过碰撞仿真对方 案进行了筛选，使得保险杠减重41.5%。刘越等采用C℉P对悬架控制臂进行了材料替换，并利 用正交试验方法对碳纤维铺层进行了优化，相较于钢制控制臂，©R控制臂减重效果达到了 48.32%。杨中磊等提出了一种CFRP-TRB超混杂汽车B柱结构，在改善侧碰耐撞性的同时，实现 减重27.7%的效果。高云凯等利用拓扑优化方法对CFRP发动机馒进行了重新设计，在此基础上 对试制样件进行了性能分析，试验结果表明，CFRP发动机罩在性能提高了10%的同时，质量减轻 了46.56%。SangHyuk等l对CFRP汽车下控制臂(LCA)进行了拓扑优化设计，与铝合金制下控 制臂相比，碳纤维复合材料控制臂减重效果达到了30%。M等利用多目标优化方法对CFRP.铝 吸能盒进行了结构优化，明显改善了吸能性能，降低灯质量。Liu等对C℉RP方管的穿孔参数 进行了多目标优化，大幅提高了CFRP方管的比吸能)X 夹芯结构通过多种材料的复合，从而充分发挥各自材料的优点，近年来已成为航空航天、车辆 工程等领域的研究热点。兰凤崇等设计了今种泡沫铝填充的分体式翻转管吸能盒，在提高吸能量 的同时，表现出了良好的稳定性。程鹏等对双层泡沫铝夹芯结构抗滚石冲击性能进行研究，结果 表明，当上下两层泡沫铝的厚度之比为3：2时，抗冲击性能最好。干年妃等对准静态压缩载荷下 CFRP聚氨酯泡沫夹芯板的性能进行了分析，研究发现，夹芯结构的比吸能要高于单独使用CFRP 或聚氨酯泡沫时的比吸能之和（崔岸等针对汽车轻量化需求，设计了一种泡沫填充铝合金波纹夹 芯板结构，并将其应用在前车门外板上，提高了其抗撞性能。崔尧尧等对泡沫铝夹芯圆管横向抗 冲击性能影响因素进行又分入呀究发现，采用适当的外部约束条件能够提高其吸能特性。Wag 等提出了一种以褶皱板和泡沫铝作为吸能器的连接结构，并研究了褶皱板厚度、褶皱数量等对吸 能特性的影响。Br鸣9golQ等对泡沫铝夹芯板的脱粘失效进行了研究，结果表明具有粗糙泡沫结 构的夹芯板抗脱粘效果较好。Taherkhan2l等提出了一种泡沫铝本构模型与胞元模型相结合的有限元 模型，在保证模型准确性的前提下，能够大大减少仿真时间。X等2]利用泡沫铝与环氧树脂之间 的互渗制成了逾沫铝环氧树脂夹芯板，相较于传统夹芯板，泡沫铝环氧树脂复合夹芯板吸能能力 更强。 汽车控制臂是悬架的重要导向、承载构件，为达到轻量化的设计目的，采用CFRP-泡沫铝夹 芯结构作为控制臂本体，并结合铝合金连接件设计一种新型控制臂。在此基础上对C℉RP铺层形状、 铺层数量和铺层顺序进行优化，实现悬架控制臂轻量化设计。 1泡沫铝力学性能试验及仿真横型 1.1泡沫铝试件制修 通过线切割设备将泡沫铝加工成边长为50m的立方体，制备的试件如图1所示。为获得泡沫 铝的力学性能参数，需要进行准静态压缩试验，试验共选取5个试件。optimized control arm is 785Hz, which is 573.1Hz higher than that of the steel control arm, and the vibration performance is significantly improved. KEY WORDS suspension control arm；CFRP-aluminum foam sandwich structure；cellular pore model of aluminum foam hexahedron；quasi-static compression；multi-level optimization. 随着汽车轻量化技术的发展，新材料、新结构和新工艺的使用受到了越来越多的关注。其中， 碳纤维增强复合材料（Carbon fiber reinforced plastics， CFRP）因其高强度、高模量的优越性能在 汽车轻量化技术的发展中占据了重要地位[1-5]，国内外学者针对 CFRP 在汽车上的应用做了许多研究 工作。秦溶蔓等[6]对纤维-陶瓷复合防弹板抗侵彻性能影响因素进行了分析，研究发现，通过采取增 加陶瓷厚度、采用合适的黏合力参数等措施能够提高其防护性能。陈光等[7]提出了一种 CFRP-低碳 钢的十二直角薄壁梁保险杠结构，通过等刚度替代得到了一系列的厚度方案，并通过碰撞仿真对方 案进行了筛选，使得保险杠减重 41.5%。刘越等[8]采用 CFRP 对悬架控制臂进行了材料替换，并利 用正交试验方法对碳纤维铺层进行了优化，相较于钢制控制臂，CFRP 控制臂减重效果达到了 48.32%。杨中磊等[9]提出了一种 CFRP-TRB 超混杂汽车 B 柱结构，在改善侧碰耐撞性的同时，实现 减重 27.7%的效果。高云凯[10]等利用拓扑优化方法对 CFRP 发动机罩进行了重新设计，在此基础上 对试制样件进行了性能分析，试验结果表明，CFRP 发动机罩在性能提高了 10%的同时，质量减轻 了 46.56%。SangHyuk 等[11]对 CFRP 汽车下控制臂（LCA）进行了拓扑优化设计，与铝合金制下控 制臂相比，碳纤维复合材料控制臂减重效果达到了 30%。Ma 等[12]利用多目标优化方法对 CFRP-铝 吸能盒进行了结构优化，明显改善了吸能性能，并降低了质量。Liu 等[13]对 CFRP 方管的穿孔参数 进行了多目标优化，大幅提高了 CFRP 方管的比吸能。 夹芯结构通过多种材料的复合，从而充分发挥各自材料的优点，近年来已成为航空航天、车辆 工程等领域的研究热点。兰凤崇等[14]设计了一种泡沫铝填充的分体式翻转管吸能盒，在提高吸能量 的同时，表现出了良好的稳定性。程鹏等[15]对双层泡沫铝夹芯结构抗滚石冲击性能进行研究，结果 表明，当上下两层泡沫铝的厚度之比为 3:2 时，抗冲击性能最好。干年妃等[16]对准静态压缩载荷下 CFRP-聚氨酯泡沫夹芯板的性能进行了分析，研究发现，夹芯结构的比吸能要高于单独使用 CFRP 或聚氨酯泡沫时的比吸能之和。崔岸等[17]针对汽车轻量化需求，设计了一种泡沫填充铝合金波纹夹 芯板结构，并将其应用在前车门外板上，提高了其抗撞性能。崔尧尧等[18]对泡沫铝夹芯圆管横向抗 冲击性能影响因素进行了分析，研究发现，采用适当的外部约束条件能够提高其吸能特性。Wang 等[19]提出了一种以褶皱板和泡沫铝作为吸能器的连接结构，并研究了褶皱板厚度、褶皱数量等对吸 能特性的影响。Bragagnolo 等[20]对泡沫铝夹芯板的脱粘失效进行了研究，结果表明具有粗糙泡沫结 构的夹芯板抗脱粘效果较好。Taherkhan[21]等提出了一种泡沫铝本构模型与胞元模型相结合的有限元 模型，在保证模型准确性的前提下，能够大大减少仿真时间。Xin 等[22]利用泡沫铝与环氧树脂之间 的互渗制成了泡沫铝-环氧树脂夹芯板，相较于传统夹芯板，泡沫铝-环氧树脂复合夹芯板吸能能力 更强。 汽车控制臂是悬架的重要导向、承载构件[23]，为达到轻量化的设计目的，采用 CFRP-泡沫铝夹 芯结构作为控制臂本体，并结合铝合金连接件设计一种新型控制臂。在此基础上对 CFRP 铺层形状、 铺层数量和铺层顺序进行优化，实现悬架控制臂轻量化设计。 1 泡沫铝力学性能试验及仿真模型 1.1 泡沫铝试件制备 通过线切割设备将泡沫铝加工成边长为 50mm 的立方体，制备的试件如图 1 所示。为获得泡沫 铝的力学性能参数，需要进行准静态压缩试验，试验共选取 5 个试件。 录用稿件，非最终出版稿