中型客车上部结强度安全性仿真分析.pdf

Medium-Sized Bus Superstructure Strength Security Simulation Analysis A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Zhao Ping Supervisor：Prof. Shen Fulin Chang’an University, Xi’an, China 摘 要 客车作为现代社会的重要交通工具，在给人们带来极大便利的同时，也因其造成的 交通事故而给人类的生命、财产安全带来了严重威胁。在客车的众多事故形态中，翻车 事故所造成的损失和影响最大，而大多数事故的伤害程度都与客车的上部结构强度有 关，因此，在客车的结构安全性研究中，上部结构强度的研究显得尤为重要。近年来客 车被动安全研究得到了高度重视，国内外也出台了多项有关客车上部结构的安全性法 规。 本文首先论述了客车碰撞安全性研究的重要性及具体研究方法，分析了国内外对客 车上部结构强度实车验证和计算机仿真验证的发展现状。随后参照ECER52 、ECER66 、 FMVSS216 、FMVSS220 、GB/T17578-1998 和GB18986-2003 、GB11381-89 等国内外相 关法规，采用有限元分析方法对某6756 中型客车进行顶部静压和侧翻碰撞仿真试验。 本文主要包括以下几方面内容： 1、以某6756 中型客车为研究对象，用CATIA 建立三维整车模型，利用有限元仿 真分析软件 Hyperworks 、LS-DYNA ，对整车模型在适当简化后进行网格划分，建立板 壳单元有限元模型。 2 、对所建立的客车车身结构有限元模型，按照美国校车顶部结构安全法规 FMVSS220 和欧洲法规ECER66 ，分别进行顶部结构强度静压试验和整车侧翻试验。 3、根据顶部静压与整车侧翻试验的仿真结果，通过分析顶部结构的承压能力、各 主要部件的变形情况与整车侧翻时车身骨架变形后生存空间的被侵入情况，研究影响客 车上部结构强度的主要因素。 4 、在进行侧翻时加入驾驶员假人，研究侧翻过程中驾驶员在有安全带（三点式） 和无安全带情况下的运动与身体主要部位受伤害情况。 5、将FMVSS216 车辆顶部抗压强度标准与ECER66 中的车体部分准静态负荷试验 等效验证法相结合，对所研究的整车进行准静态负荷 （侧面静压）仿真试验，并与实车 侧翻试验进行对比，以此研究探讨客车上部结构强度的等效验证方法。 6、通过增加顶盖横梁数目的方式对顶部进行结构改进，并对改进后的模型再次进 行仿真分析，结果表明，改进措施取得了一定的成效。 本文的研究成果，可为企业在同类产品开发中提高客车车身上部结构强度提供思路 和参考。 关键词：中型客车；上部结构强度；顶部静压；侧翻；安全性仿真；结构改进 i Abstract The passenger cars which take a great convenience to the people are important transports for the modern society.At the same times the accidents caused by the constitute a serious threat to human life and property safety.There are numerous bus accident forms and the roll-over accident causes the hugest loss and the greatest impact.The degree of injury in most rollover accidents is relatived to the superstructure strength of the bus,so it