商用車駕駛室正碰安全性分析與改進(jìn).pdf

1、多年來，商用汽車在我國的交通運(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，商用車整車質(zhì)量和結(jié)構(gòu)尺寸都很大，載貨時質(zhì)量會更大，從而導(dǎo)致在發(fā)生碰撞事故即使是低速碰撞時也會有很大的碰撞能量。加之現(xiàn)今大多商用車采用平頭駕駛室設(shè)計(jì)，車前部缺乏足夠的碰撞變形吸能區(qū)，一旦發(fā)生碰撞事故，駕駛室車身就會發(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)生交通事故時對乘員進(jìn)行保護(hù)和適應(yīng)市場對商用車安全性的要求，開展商用車駕駛室

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優(yōu)化設(shè)計(jì)車身部件幾何形狀、使用新型材料和合理布置車體結(jié)構(gòu)布局等措施來實(shí)現(xiàn)。目前對商用車駕駛室安全性改進(jìn)主要是通過在駕駛室前下端加裝吸能裝置、增加影響車體結(jié)構(gòu)抗撞性部件的厚度和增加加強(qiáng)板件等手段來實(shí)現(xiàn)。這些改進(jìn)措施在一定程度上增強(qiáng)了車體結(jié)構(gòu)抗撞性，提高了車身的安全性，但同時也增加了制造成本與車身重量。
　　本文以某國產(chǎn)重型商用車駕駛室為研究對象，按照ECE

3、R29-03法規(guī)要求對其進(jìn)行正碰仿真分析，分析結(jié)果表明該駕駛室在碰撞過程中不能保證乘員生存空間，因此對其進(jìn)行改進(jìn)。綜合考慮材料成本與車身輕量化，采用高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)對該駕駛室進(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對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型對這五個部件進(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，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，為商用車的安全性設(shè)計(jì)提供了一種新的參考。
　　針對確定性優(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)在約束邊界上的問題，結(jié)合本文研究內(nèi)容，考慮板材厚度的不確定性，對駕駛室正碰安全性進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化結(jié)果顯示，考慮不確定性因素影