驾驶室作为整车的重要组成部分,驾驶室结构的轻量化在整车结构轻量化中占据重要的地位。本文以某重型商用车驾驶室为研究对象,综合考虑驾驶室弯扭刚度和低阶固有频率等性能,构建多学科集成流程,进行驾驶室结构轻量化设计。本文主要研究内容如下:采用模块化建模方式完成驾驶室隐式参数化模型建立。为验证隐式参数化模型的准确性,对驾驶室白车身有限元模型进行静态刚度性能和低阶固有频率的仿真分析,并搭建试验测试平台,对比仿真分析结果与试验测试结果。结果表明,驾驶室白车身刚度性能和固有频率性能的相对误差均小于15%。驾驶室白车身参数化模型的建模精度满足企业工程实际需求。针对试验设计和优化过程中出现模态振型阶次跳动时的模态数据读取问题,采用一种依据模态置信度准则MAC的模态追踪方法,建立模态追踪系统,自动识别模态振型并读取模态数值。在此基础上,搭建多学科集成交互优化平台,选取最优拉丁超立方试验设计方法进行样本点取样,得各设计变量对输出响应的贡献度。针对多目标输出响应的变量筛选问题,采用一种基于组合赋权-TOPSIS法的变量筛选方法,从126个隐式参数化设计变量中筛选出综合贡献度大的30个设计变量。构建响应面近似模型,对真实仿真分析模型进行替代,针对一阶弯曲模态拟合精度低的问题,采用混合近似模型,对响应面近似模型的残差进行处理,提高近似模型的拟合精度。采用反世代距离对NSGA-Ⅲ算法的多样性和收敛性进行验证。以质量、扭转刚度和一阶扭转模态为目标,弯曲刚度和一阶弯曲模态为约束,采用NSGA-Ⅲ算法进行驾驶室白车身多目标轻量化设计并验证,结果表明,改进后的驾驶室白车身模型,扭转刚度和扭转模态提升10.48%和9.16%,质量下降19.755kg,取得较好的轻量化效果。