钢-铝混合驾驶室材料-结构轻量化设计

王超1，李明2，成艾国1，何智成1，于万元3 （1. 湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室；2. 广西科技大学机械与汽车工程学院；3. 柳州职业技术学院）

摘要：为了得到更为完善的商用车驾驶室轻量化设计，提出了钢-铝混合驾驶室材料-结构一体化轻量化方法。首先基于灵敏度分析、等刚度近似理论与等强度理论建立了性能驱动的材料选择方法，并针对钢制驾驶室初步设计了钢-铝混合材料方案。然后通过折衷规划法的拓扑优化识别了驾驶室关键传力路径，并加强了相关结构。其次考虑驾驶室零件厚度、截面尺寸设计参数，建立了驾驶室质量、刚度及模态性能的径向基函数的代理模型，并采用多目标粒子群优化方法对驾驶室进行多目标优化设计。优化结果表明，在满足驾驶室刚度、模态和碰撞性能的要求下，驾驶室质量减轻了12. 8%。该方法对钢-铝混合驾驶室轻量化有实际的工程指导价值。

关键词：商用车驾驶室；钢-铝混合；轻量化；拓扑优化；多目标粒子群优化