商用車(chē)駕駛室正碰安全性分析與改進(jìn).pdf

1、多年來(lái)，商用汽車(chē)在我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，承擔(dān)著大量的公路運(yùn)輸工作。相比于乘用車(chē)，商用車(chē)整車(chē)質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸都很大，載貨時(shí)質(zhì)量會(huì)更大，從而導(dǎo)致在發(fā)生碰撞事故即使是低速碰撞時(shí)也會(huì)有很大的碰撞能量。加之現(xiàn)今大多商用車(chē)采用平頭駕駛室設(shè)計(jì)，車(chē)前部缺乏足夠的碰撞變形吸能區(qū)，一旦發(fā)生碰撞事故，駕駛室車(chē)身就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重變形，嚴(yán)重威脅著乘員的生命安全。因此，為了更好地在發(fā)生交通事故時(shí)對(duì)乘員進(jìn)行保護(hù)和適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)商用車(chē)安全性的要求，開(kāi)展商用車(chē)駕駛室

2、碰撞安全性的研究具有非常重要的意義。
　　改善駕駛室碰撞安全性可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)車(chē)身部件幾何形狀、使用新型材料和合理布置車(chē)體結(jié)構(gòu)布局等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前對(duì)商用車(chē)駕駛室安全性改進(jìn)主要是通過(guò)在駕駛室前下端加裝吸能裝置、增加影響車(chē)體結(jié)構(gòu)抗撞性部件的厚度和增加加強(qiáng)板件等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些改進(jìn)措施在一定程度上增強(qiáng)了車(chē)體結(jié)構(gòu)抗撞性，提高了車(chē)身的安全性，但同時(shí)也增加了制造成本與車(chē)身重量。
　　本文以某國(guó)產(chǎn)重型商用車(chē)駕駛室為研究對(duì)象，按照ECE

3、R29-03法規(guī)要求對(duì)其進(jìn)行正碰仿真分析，分析結(jié)果表明該駕駛室在碰撞過(guò)程中不能保證乘員生存空間，因此對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。綜合考慮材料成本與車(chē)身輕量化，采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)對(duì)該駕駛室進(jìn)行正碰安全性改進(jìn)設(shè)計(jì)。運(yùn)用Sobol’全局靈敏度分析法篩選出了五個(gè)對(duì)正面碰撞安全性影響最大的部件作為優(yōu)化變量，然后結(jié)合部件的幾何形狀和載荷類(lèi)型對(duì)這五個(gè)部件進(jìn)行高強(qiáng)度鋼材料選型，建立了考慮材料成本和車(chē)身輕量化的駕駛室正碰安全性的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用二次響應(yīng)面近似模型

4、和非支配排序遺傳算法求得該多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的Pareto優(yōu)化解集。結(jié)果表明，采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)后的駕駛室在保證駕駛室乘員生存空間的同時(shí)，采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后的部件總質(zhì)量和材料總成本都有下降，為商用車(chē)的安全性設(shè)計(jì)提供了一種新的參考。
　　針對(duì)確定性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)中忽略不確定性因素影響，從而導(dǎo)致優(yōu)化解出現(xiàn)在約束邊界上的問(wèn)題，結(jié)合本文研究?jī)?nèi)容，考慮板材厚度的不確定性，對(duì)駕駛室正碰安全性進(jìn)行可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)果顯示，考慮不確定性因素影