[发明专利]一种基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法

权利要求书

1.一种基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：包括，

建立驾驶室车身三维模型，并根据三维模型建立驾驶室车身系统有限元分析模型，分析驾驶室结构扭转刚度和弯曲刚度；

建立商用车驾驶室碰撞安全性有限元分析系统，进行商用车驾驶室整车碰撞试验仿真分析，提取驾驶室碰撞安全性性能指标和最劣碰撞安全性指标；

运用驾驶室优化设计变量筛选方法，综合考虑部件质量变化对驾驶室刚度性能影响程度的轻重排序，提取高敏感度值的板厚作为关键设计变量；

通过近似模型构建方法，构建商用车驾驶室整车系统近似模型，替代原有商用车驾驶室复杂模型；

建立驾驶室轻量化优化设计数学模型，运用多目标算法，将关键板厚设计变量代入数学模型并进行迭代计算，获取最佳商用车驾驶室质量和商用车驾驶室碰撞安全性性能指标。

2.如权利要求1所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：所述驾驶室轻量化优化设计数学模型如下，

x＝[x₁,x₂,···,x_n]^T

其中，其中，x为驾驶室零部件板厚关键设计变量；f(x)为目标变量；f_k(x)为目标函数子函数，即是需要优化的多个目标；g_p与h_q均为约束条件；Ω为可行域，x＝[x₁,x₂,…,x_n]^T为变量空间。

3.如权利要求1或2所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：在建立驾驶室轻量化优化设计数学模型建立时，将商用车驾驶室质量、最劣碰撞安全性能指标作为优化目标，将商用车驾驶室碰撞安全性能指标、商用车驾驶室扭转刚度和弯曲刚度作为约束。

4.如权利要求3所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：所述驾驶室碰撞安全性能指标是指商用车驾驶室碰撞试验仿真分析开始前，驾驶室与假人模型之间水平距离和垂直距离。

5.如权利要求3所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：所述最劣碰撞安全性能指标是指商用车驾驶室碰撞试验仿真分析开始前，驾驶室车体与假人模型之间的水平距离和垂直距离中最小距离。

6.如权利要求4或5所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：所述商用车驾驶室优化设计变量筛选方法包括灵敏分析、贡献度分析和随机森林法。

7.如权利要求6所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：所述近似模型构建方法包括响应面法、径向基函数法、支持向量机回归法、Kriging法和基于并行加多点的Kriging法。

8.如权利要求7所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：所述商用车驾驶室碰撞试验包括正面碰撞试验、双A柱碰撞试验、顶压试验和后围强度试验。

9.如权利要求8所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：在建立商用车驾驶室车身系统有限元分析模型时，将商用车驾驶室结构件划分成二维或者三维单元，将焊点、螺栓、缝焊和胶粘等连接使用一维单元进行简化。

10.如权利要求1、2、4、7或9任一所述的基于碰撞安全性的商用车驾驶室轻量化优化设计方法，其特征在于：所述多目标算法包括PESA，SPEA2和NSGA-Ⅱ。