钢-铝混合驾驶室材料-结构轻量化设计

作     者：王超 李明 成艾国 何智成 于万元 Wang Chao;Li Ming;Cheng Aiguo;He Zhicheng;Yu Wanyuan

作者机构：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 广西科技大学机械与汽车工程学院柳州545006 柳州职业技术学院柳州545001 

出 版 物：《汽车工程》 (Automotive Engineering)

年 卷 期：2024年第46卷第4期

页      面：735-744,690页

核心收录：

学科分类：0806[工学-冶金工程] 08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划(2020YFA0710904-03) 国家自然科学基金联合基金(U20A20285)资助 

主　　题：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 

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。