基于被动安全性的商用车驾驶室轻量化分析与优化

【摘要】随着汽车工业的发展，汽车已经成为人们日常生活的一部分，它不仅给生活交通带来便利，也推动了国家及地方的经济发展，但与此同时也带来了很多负面影响，最大的便是安全和环保问题。安全方面：随着汽车保有量的增加，交通事故频发，我国交通事故的致死率大大高于欧美发达国家，于是人们购车时，对安全性的要求越来越高；环保方面：汽车尾气排放是全球问题的重要原因，且燃油消耗则进一步加剧了能源的枯竭，据专家研究，汽车重量每减少10%，燃油就会降低8%-10%。是以汽车轻量化成为当下研究热点之一，但轻量化的同时势必将影响到安全性，因此必须保证轻量化后的汽车也要满足安全性。本文以某国产商用车驾驶室为研究对象，在满足其被动安全性的前提下，对其非结构件进行轻量化优化设计，并对轻量化方案进行了验证。首先对驾驶室有限元模型的刚度、强度、振动特性和被动安全性进行计算分析，得到其相应的位移云图和应力云图、自由模态下驾驶室的六阶振型图；并根据ECER29安全法规，详细分析了驾驶室在正面撞击、顶压和后推三种工况下的被动安全性。其次应用正交试验优化设计方法，对驾驶室非结构件中质量比较大的部件进行耐撞性灵敏度分析，利用极差法分析仿真试验结果，最终筛选出对耐撞性灵敏度较小的五个部件。最后，针对上面选出的部件，通过均匀设计计算出一系列样本点的仿真结果，据此构建Kriging近似模型，并采用iSIGHT软件通过遗传算法对其进行轻量化优化设计，在保持驾驶室原有刚度、振动特性及安全性基本不变的情况下，实现轻量化后驾驶室的五个部件总质量降低19%。
【作者】马彦坡；
【导师】陈静；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】商用车驾驶室；轻量化；被动安全性；试验优化设计；

【参考文献】
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