文獻中規定，試驗后座墊上方應有不小于900mm的凈高度；地板處向上應有不小于1350mm的凈高度；輕型專用校車的通道高度應不小于1440mm。通過結果模型測量得到，車身在承受1.5倍車裝備質量載荷時，車身底板處向上的最小高度為1634.8mm，滿足標準規定要求。
      2011年初，我國正式發布的《乘用車頂部抗壓強度》，主要參照文獻制定，主要有限元分析驗證乘用車前上部結構強度。要求車身通過車架與地而剛性連接固定，保證車輪不與地而接觸。通過762mmx1829mm。的矩形剛性墻對車頂加載，剛性墻的側翻角a=25°，俯仰角5°。剛性墻與車身的接觸摩擦因數為0.3，并以慢勻速沿其法向向下連續加載。法規要求車身頂部結構在承受1.5倍整備質量的載荷(若該載荷超過22240N，則取22240N)后，頂部變形量不得超過127mm。仿真結果變形如圖所示。在頂部變形量一定時，接觸力越大，承載能力越強。
      仿真得到的接觸力一時間曲線如圖所示。該型車的整車整備質量為2850kg，在頂部接觸力達到22240N時，對應的剛性墻加載位移是25.34mm，變形量遠小于標準規定的127mm。要求。在113ms時，頂部接觸力達到最大值為50223.7N，超出標準要求。因此，該車頂結構的抗壓強度符合文獻的要求，同樣滿足乘用車頂部抗壓強度標準規定。
      為對頂部變形有全面分析，本文采用文獻動態試驗法仿真測量車身頂部的變形，取滾翻角a=25°，俯仰角5°。調整車身初始位置，將其放置在距離水平地而500mm的上方。車輛受自重作用，從高處下落，通過該方法能夠較好地模擬實車滾翻事故中車身頂部的變形情況，整車跌落模型初始位置如圖所示。
      整車跌落車身頂部形變圖，從中可以看出，客車右前部車身頂蓋、前橫梁、中橫梁、后橫梁及立柱在車體接觸地而時受到了強烈的沖擊載荷，產生了較大的塑性變形。另外，從圖中還可以看到，車體接觸到地而的瞬間，巨大的沖擊力使右側立柱和頂部橫梁發圖整車跌落車身頂部變形圖生彎曲變形，接著沖擊力通過頂部橫梁被傳遞到右側，導致右側立柱也產生彎曲變形。變形區主要集中在接觸點臨近區域，由于車體底架剛度比頂部立柱橫梁剛度大很多，因此，車體底部基本沒有變形。
      圖是校車在與剛性地而碰撞過程中接觸力的變化曲線。該中型校車的整備質量為2850kg，從圖中可以看出，車頂承受的最大接觸力為240281N，此時車頂的變形量達356.41mm，車身部件侵入到乘員生存空間，威脅乘員生命安全。從圖中看到，在接觸力滿足標準要求下，對應的頂部變形量卻不符合要求，而事故中車頂部結構的變形是影響乘員安全的關鍵因素。因此，車身上部結構需進行改進設計。
      圖是2.3跌落仿真中的應力云圖，從中可以看出，承受碰撞力的結構主要有：頂蓋、頂部橫梁、A柱、B柱和側而結構件。為了提高車身頂部在滾翻事故中抗變形能力，可以通過優化關鍵結構件的截而、材料、厚度等提高車頂強度，降低乘員的傷害程度。
      在滾翻事故時，頂部第一根橫梁及側力柱受到強烈的沖擊，并發生劇烈的變形，將第一根橫梁和側力柱的材料由原有抗拉強度為409MPa的冷軋鋼替換成抗拉強度大于800MPa的高強度鋼。從仿真結果發現，在頂部受到非垂直方向的載荷沖擊時，頂部結構發生較大的位移變形，是由于頂部橫梁與側立柱之間的連接頭發生的彎曲變形造成的，如圖所示。

                                                                                專業從事機械產品設計│有限元分析│CAE分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
                                                                              本文出自杭州那泰科技有限公司www.yw15777.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！