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1、以安全性为主要目标重型货车驾驶室轻量化设计探究摘要：在保证某重型货车驾驶室安全性的前提下，进行轻量化设计研究。首先建立驾驶室有限元模型，根据商用车ECER29法规，对驾驶室进行顶压、前压、后压工况的仿真分析，得到驾驶室的应力分布和变形情况。在此基础上,基于上述3种工况进行灵敏度分析，确定可进行优化的驾驶室零件。再对优化后的驾驶室进行仿真分析，并对分析结果进行了试验验证。在减重22 ；kg的同时，整体上提升了驾驶室的安全性，达到了设计目标。通过探索重型货车驾驶室轻量化优化方法，为同类产品结构设计提供了参考。关键词：驾驶室；安全性
2、；轻量化中图分类号:U463.85文献标文献标志码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2011.02.008LightweightCabDesignofHeavyTruckBasedonSafetyWanXinming,LiYang,HuangYupeng,ChengKuo(ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstitute,Chongqing400039,China)Abstract：Whileensuringthesafetyofheavytrucks,lightw
3、eightdesignwascarriedout.AccordingtoECER29regulations,afiniteelementmodel(FEM)ofthecabwasestablished・FEMSimulatedpressureonthefront,topandrearpartofthecabrespectively,andthenthestressdistributionanddeformationwereobtained.Onthisbasis,sensitivityanalysiswascarriedoutforth
4、osethreeworkingconditions,andthepotentiallightweightpartswereselectedtooptimizethedesign.Thenoptimizationresultswerevalidatedbythetests.Thelightweightdesignreduces22kgweightofthecabwhileimprovingsafety.Thelightweightoptimizationmethodprovidesarefereneeforthedesignofsimil
5、arproducts.Keywords：cab；safety；lightweight在我国汽车对石油的消耗量中，商用车消耗量占整个汽车消耗量的72%,而我国自主生产的商用车相对国外同类车型平均油耗高10%,已成为汽车工业可持续发展的瓶颈。汽车轻量化是汽车节能减排的重要途径之一[1]。国外的研究表明：汽车自质量每减少10%,油耗便降低6%〜8%[2]。随着国家节能减排、绿色环保政策法规的逐步实施，治超限载的力度加大，以及来自成本的压力，商用车轻量化受到越来越多企业的重视，已成为众多商用车生产企业的主要研发重点之一。重型货车是商用车的代表，
6、其驾驶室的轻量化设计对减轻整车质量起到了重要作用[3]。本文以满足ECER29安全法规为目标，确定了以有限元分析为基础，利用灵敏度分析确定优化零件，对优化截面部件厚度的轻量化改进方案[4-5],最后进行了试验验证。1基础车型静力分析1.1驾驶室有限元模型建立有限元模型包括驾驶室白车身有限元模型、支架系统有限元模型、车门有限元模型和内饰有限元模型。其中，驾驶室白车身有限元模型等均为薄壁结构，划分为4节点或3节点壳单元；前下横梁划分为梁单元；连接支座划分为8节点六面体单元、6节点五面体单元或4节点四面体单元。整个驾驶室模型分为10个分总成：
7、前围、后围、顶盖、左侧围、右侧围、地板、车门、仪表板内饰和底架。分总成内部和各分总成之间使用的连接单元主要为CWELD单元还有RBE2和BEAM单元。模型单元数、节点数和焊点数分别为571045、592267、7279o表1为材料参数设置。1.2驾驶室有限元模型验证模型验证包括质量和连接两部分。通过模型值与实际值对比，实车各总成质量与模型中的质量基本一致，满足工程建模的误差范围。驾驶室的连接关系以焊点为主，底盘以螺栓为主。模型中，普通焊点采用梁单元来模拟，螺栓则采用刚性连接。部件之间的焊点个数以及位置均以企业的焊接图进行布置。1.3基础
8、车型静力分析ECER29中有3项试验，分别是正面碰撞试验、车顶强度试验、后壁强度试验。分别验证驾驶室前部、顶部和后部的结构强度，每项试验都有严格的试验流程以及条件（具体见ECER29法规）。参照ECER29
