随着汽车保有量的与日俱增,能源短缺、环境污染等一系列问题日益突出,节能和环保成为关系人类可持续发展的重大问题,汽车轻量化是实现节能减排的重要途径。本文以某重型货车身驾驶室地板为对象,从选取高强度钢板和铝合金板材改变板厚来实现轻量化的目标出发,对地板主要零部件进行轻量化研究。本文研究的主要内容如下:(1)根据汽车车身结构轻量化研究的特点,系统分析了用于轻量化的各种材料及其应用现状,着重介绍了高强度钢板的特点及其应用情况。(2)论述了有限元法的基本理论,介绍了相关有限元分析软件,并建立某重型货车驾驶室地板的有限元模型,同时分析了建模过程中要注意的问题,包括CAE建模中几何模型的整理、单元的选取、焊点的处理,并对模型质量的评价指标进行分析。(3)介绍了线性静力分析的基本原理,包括静态强度和刚度分析理论。计算分析了地板在弯曲和扭转两种工况下的变形和应力情况,并对计算结果做出评价,通过地板纵梁处弯曲挠度曲线的连续性验证了有限元模型的正确性。在此基础上,采用高强度钢板减小板厚,对地板5个主要零部件进行轻量化研究,从刚度和强度两个方面分析比较,得出可行的轻量化方案。(4)选取铝合金材料进行轻量化研究,与高强度钢板的轻量化方案作比较。首先,分析了不同系列铝合金的特点,选择车身用铝合金材料用于地板的轻量化研究,根据相同弯曲刚度和弯曲强度下铝合金与钢的厚度比和质量比,修改5个零部件的板厚,得出可行的轻量化方案。最后,将普通低碳钢、高强度钢板与铝合金三种材料的方案作性价比的比较。上述研究表明,虽然高强度钢板减重的效果与铝合金相比有一定差距,但是高强度钢板具有生产成本较低,加工工艺成熟等特点,采用高强度钢板具有一定的优势。从该车驾驶室地板的轻量化可以推广到整个驾驶室、车架、车厢等的轻量化研究,实现该货车的整体减重。