针对汽车金属结构件质量较重,采用碳纤维复合材料成本较高,热固成形工艺复杂等问题,在分析充电机支架和前地板后本体两结构件功能、结构要求和装配关系的基础上,采用复合材料对两结构件进行轻量化设计,使重量和制造成本均得到了降低。根据功能和装配关系,分析得到了具体的设计要求。在强度要求方面,充电机支架在五种工况下的最大应力小于碳纤维复合材料破坏强度,前地板后本体在两种工况下的最大应力小于其中短切玻璃纤维复合材料破坏强度。在变形要求方面,充电机支架在颠簸工况、左急转弯和刹车联合工况下的最大变形小于1mm,其它工况下的最大变形小于0.5mm。前地板后本体在承载区工况和手刹区工况下的最大变形分别不超过2和1mm。设计出了两结构件的几何结构并选择相应的复合材料。充电机支架的长、宽、高分别为242、146和127mm,整体厚度为2mm,选用碳纤维增强复合材料,铺层厚度0.25mm,铺层结构为[90°/0°/±45°]_s。前地板后本体的长、宽、高分别为1284、341和25mm,整体厚度2.4mm,加强筋厚度2mm,选用短切玻璃纤维增强复合材料并采用碳纤维复合材料进行补强,补强片厚度0.15mm,铺层结构为[0°/90°]_2s。仿真及结果分析。碳纤维复合材料充电机支架在五种工况下的最大应力分别为25.47、26.98、10.68、9.653和28.47MPa,均未超过材料的破坏强度。在颠簸工况、左急转弯和刹车联合工况下的最大变形分别为0.4659和0.3502mm,小于设计要求值1mm,在刹车、左急转弯和右急转弯工况下的最大变形分别为0.2435、0.1677和0.1608mm,小于设计要求值0.5mm。碳纤维复合材料充电机支架重量为0.277Kg,与铝合金件的质量相比,减重效果达27.49%。复合材料前地板后本体在两种工况下的最大应力分别为21.13和25MPa,未超过材料破坏强度。承载区工况下的最大变形为1.868mm,小于设计要求值2mm,手刹区工况下的最大变形为0.8705mm,小于设计要求值1mm。复合材料前地板后本体的质量为1.582Kg,与铝合金件质量相比,减重效果为3.71%。