伴随着能源危机、环境问题等的出现,轻量化设计已成为汽车设计过程中必须考虑的重要因素。对于商用车而言,减轻车辆整备质量,不仅可以降低燃油消耗,减少有害物质排放,还可以增加汽车的装载量,提高运输效率。驾驶室作为汽车的重要组成部分,是驾驶员的主要活动空间,对其进行的结构优化对于整车性能的改善具有重要意义。本文围绕商用车驾驶室进行优化设计,旨在不降低驾驶室使用性能的前提下,实现驾驶室总质量的减轻。针对商用车驾驶室等复杂结构的轻量化设计,本文结合综合优化的策略,在商用车驾驶室开发设计阶段,力求实现结构在多使用性能约束下的、多构件参与的全面优化设计。首先建立有限元模型;分析驾驶室在弯曲、扭转等主要工况下的静态特性和自由模态下的动态特性,评估驾驶室结构的整体性能。驾驶室是一个由众多零件组成的大型结构,为避免优化的盲目性,提高设计效率,优化前对模型进行灵敏度分析。以弯曲刚度、扭转刚度及驾驶室一阶模态为约束条件,以驾驶室各构件的板厚为设计变量,建立各部件对驾驶室整体性能及总质量的贡献度;并进一步运用相对灵敏度和平均相对灵敏度评价方法选择优化变量,简化了变量的选择过程。在相对灵敏度分析的基础上,针对研究对象状态变量和设计变量较多的特点,为缩短优化时间,本文提出运用一种简便快捷的设计方法完成优化设计,其中包含有三种涵盖所有约束条件但优化方向不同的设计方案,即轻质量方案、高刚度方案以及综合方案;对比分析不同设计方案的优化结果,并运用轻量化系数评价各方案优化效果,综合方案较快速实现了商用车驾驶室总体轻量化设计目标。最后,依据ECE R29-02技术要求验证优化后驾驶室的被动安全性能。优化结果表明:驾驶室在满足各项性能要求的前提下,实现减重24.9kg,占驾驶室总质量的7.40%。