CN103177165A - 客车车身结构设计系统、客车侧翻仿真测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种客车车身结构设计系统、客车侧翻仿真测试系统及方法，客车侧翻仿真测试系统包括存储模块、输入模块、处理模块、修改模块。存储模块存储客车侧翻测试规范；输入模块接收产品设计模型及材料参数；处理模块根据客车侧翻测试规范对所输入的产品设计模型、材料参数进行数值分析及仿真测试；修改模块在仿真测试结果不符合测试标准时，根据仿真测试结果进行所述产品设计模型或所述材料参数的调整。本发明通过刚柔转化方法配合计算机辅助设计软件，仿真分析不同设计，并找出实现零组件最佳化的设计，可获取最符合设想的设计方案，方便设计人员对于车身的优化设计，可大幅节省研发人员设计产品所需的时间，提高设计的效率，降低设计成本。

Description

客车车身结构设计系统、客车侧翻仿真测试系统及方法

技术领域

本发明属于计算机辅助设计技术领域，涉及一种客车车身结构设计系统，尤其涉及一种用于客车车身结构设计的客车侧翻仿真测试系统；同时，本发明还涉及一种用于客车车身结构设计的客车侧翻仿真测试方法。

背景技术

近年来，我国的客车技术和客车产品在使用性能和产品质量上有很大的提高。客车技术标准也在逐渐与国际先进水平接轨。但由于我国客车产品的整体技术水平起步较晚，而单靠实验来进行结构安全设计其耗资巨大且设计周期漫长。因此利用CAE仿真技术代替实验来进行客车结构安全设计成为简单可行的方法，为减少客车翻滚事故中的伤亡率，GB 13094-2007客车结构安全要求及GBT17578-1998规定了客车上部结构强度的技术要求与试验方法。

然而目前客车安全方面的仿真技术还存在以下方面不足：一是客车侧翻CAE仿真安全方面的仿真技术较零散，未成体系；二是客车侧翻的仿真分析缺乏一种实用有效的方法。

传统的设计方法有两种：

1、采用从空翻到触地整个过程采用有限元柔性体的分析，由于模拟计算时间长而需耗费大量的计算资源，既费时又低效，缺少可操作性；

2、将客车侧翻的分析分析成两步，（1）建立整车的刚体模型进行整车空翻模拟。整车骨架在试验台上绕旋转轴翻倒,直至与地面接触。在仿真分析结束时输出客车接地时速度及质心角速度。（2）建立整车的柔性体模型进行整车触地模拟分析。将整车模型按第一阶段结束时整车状态设置,再将第一阶段仿真分析结束时输出客车接地时速度及质心角速度作为第二阶段开始时初始速度和初始角速度。

这种方法目前被广泛采用，但存在以下问题：（1）由于需要同时建立车身的刚性体和柔性体两种模型，既费时又低效；（2）分析计算分成两步走，近似的以第一阶段仿真分析结束时输出客车接地时速度及质心角速度作为第二阶段开始时初始速度和初始角速度，不能保证计算精度；（3）修改车身结构设计时同时需要修改车身的刚性体和柔性体两种模型。

快速、准备的产品研发能力，才能缩短新产品的研发过程，领先市场地位。如何在整个产品的研发过程（包含设计、分析、制造、测试）中，缩短整个设计过程，提升产品研发效率，缩短产品上市的时间，且还能确保产品的安全性，已是目前汽车厂商所迫切需要解决的技术重点。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的设计方法，以便改进现有方法的上述缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种客车侧翻仿真测试系统，可获取最符合设想的设计方案，方便设计人员对于车身的优化设计，提高设计的效率，降低设计成本。

同时，本发明还提供一种客车车身结构设计系统，可获取最符合设想的设计方案，方便设计人员对于车身的优化设计，提高设计的效率，降低设计成本。

此外，本发明进一步提供一种客车车身结构设计方法，可获取最符合设想的设计方案，方便设计人员对于车身的优化设计，提高设计的效率，降低设计成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种客车侧翻仿真测试系统，所述系统包括：

存储模块，用以存储一组或多组客车侧翻测试规范，该客车侧翻测试规范包括边界条件设置、初始条件设置、测试方法、判断依据；

输入模块，用以接收一组或多组产品设计模型及一组或多组材料参数，所述材料参数至少包括机械性能参数，将材料参数输入所述产品设计模型中；

处理模块，用以根据所述客车侧翻测试规范对所输入的产品设计模型、材料参数进行数值分析及仿真测试，数值分析及仿真测试包括侧翻测试分析；所述处理模块包括：前处理单元、求解单元、后处理单元；前处理单元用以根据测试规范的测试条件对所输入的产品设计模型及材料参数进行网格化，模型组装，边界条件及初始条件定义；求解单元用以将前处理单元完成的可求解的仿真模型输入到动力分析程序进行数值分析，求解；后处理单元用以对求解单元的结果进行研判，确定分析结果准确与否并判断仿真测试的结果是否符合客车侧翻测试规范；

修改模块，用以在仿真测试结果不符合测试标准时，根据所述处理模块的仿真测试结果进行所述产品设计模型或所述材料参数的调整，并将调整后的所述产品设计模型或所述材料参数由所述处理模块再进行分析，直至仿真测试结果符合测试标准。

作为本发明的一种优选方案，所述修改模块调整的方法为：对影响结构强度的客车部位进行加强，手段包括：材料厚度的加厚和材料等级的提升，部件形状的修改，局部增加加强件支架，部件位置的移动和调整及焊点的增加。

作为本发明的一种优选方案，所述系统还包括：

模型及参数获取模块，与所述处理模块、修改模块连接，用以获取最终符合测试标准的产品设计模型及对应的材料参数；

输出模块，用以输出符合所述客车侧翻测试规范的所述产品设计模型与所述材料参数。

作为本发明的一种优选方案，在前处理单元中通过设置刚柔体转换开关将侧翻工况分为两阶段：客车的空中的翻滚阶段、客车的触地及屋顶压溃阶段；

模型的初始状态中，客车处于在空中翻滚，客车整车碰撞与安全CAE模型中通过刚柔体的转换开关设为刚体，刚柔体转换开关实时检测计算时间是否达到客车的触地临界时刻；在计算时间达到客车的触地临界时刻后，刚柔体的转换开关启动，将客车整车碰撞与安全CAE模型设为柔性体，直至分析结束。

作为本发明的一种优选方案，所述产品设计模型为通过制图软件产生的计算机图文件，即3D数模文件，包括焊点及结构联接信息。

作为本发明的一种优选方案，所述计算机图文件能转换为多个零部件网格；通过焊点及结构联接信息、材料定义步骤进行总装，以建立客车的整车仿真分析模型。

一种客车车身结构设计系统，所述设计系统包括设计子系统、CAE验证及修改子系统、最终实车验证子系统；

设计子系统，用以根据设计要求及技术规范进行的计算机辅助绘图结构设计，即在CAD的环境中设计出结构的各个部件，建立整车车身结构的三维设计图；

CAE验证及修改子系统，用以对设计子系统所设计的车身结构三维设计图进行仿真分析及研判，确定设计是否满足客车测试规范的要求；如不满足，设计人员将对客车车身结构进行修改，将修改后的结构部件方案交由CAE验证分析人员进行仿真分析及研判；设计和验证的工作将循环重复进行，直至设计满足客车测试规范的要求；所述CAE验证及修改子系统包括客车侧翻仿真测试系统；

最终实车验证子系统：在上述设计和验证的工作完成后，根据最终的车身设计方案，制造部门将制造出客车的原型实车，并对实车按照客车测试规范的要求进行实验验证，以最终确定设计满足客车测试规范的要求。

所述客车侧翻仿真测试系统包括：

存储模块，用以存储一组或多组的客车侧翻测试规范，该客车侧翻测试规范包括边界条件设置、初始条件设置、测试方法、判断依据；

输入模块，用以接收一组或多组产品设计模型及一组或多组材料参数，所述材料参数至少包括机械性能参数，将材料参数输入所述产品设计模型中；

处理模块，用以根据所述客车侧翻测试规范对所输入的产品设计模型、材料参数进行数值分析及仿真测试，数值分析及仿真测试包括侧翻测试分析；所述处理模块包括前处理单元、求解单元、后处理单元；所述前处理单元中设立刚柔体转换开关，将分析分为空翻和触地两阶段，由求解单元求解，得到仿真测试结果；然后利用后处理单元对仿真测试结果与存储模块中的客车侧翻测试规范对比判断是否符合客车侧翻测试规范的要求；

修改模块，用以在仿真测试结果不符合测试标准时，根据所述处理模块的仿真测试结果进行所述产品设计模型或所述材料参数的调整，并将调整后的所述产品设计模型或所述材料参数由所述处理模块再进行分析，直至仿真测试结果符合测试标准。

一种客车侧翻仿真测试方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、接收一个或多个产品设计模型、一组或多组材料参数，其中，所述材料参数至少包括机械性能参数；

步骤S2、依据存储于存储模块中的客车侧翻测试规范的测试条件对所述输入的产品设计模型与材料参数进行分析及仿真测试；

步骤S3、判断所述仿真测试的结果是否符合客车侧翻测试规范的测试标准；

步骤S4、若不符合测试标准，则调整产品设计模型或材料参数；

步骤S5、重复步骤S1、步骤S2、步骤S3及步骤S4直至产品设计模型及材料参数的各项仿真测试完全符合客车侧翻测试规范的各项测试标准的要求；

步骤S6、输出最佳化设计的各项材料参数以及产品设计模型。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，利用电脑辅助工程软件对所述输入的产品设计模型与材料参数进行分析及仿真测试，数值分析及仿真测试包括侧翻测试分析；

具体包括前处理步骤、求解步骤、后处理步骤；

前处理步骤中，根据测试规范的测试条件对所输入的产品设计模型及材料参数进行网格化，模型组装，边界条件及初始条件定义；

求解步骤中，将前处理单元完成的可求解的仿真模型输入到动力分析程序进行数值分析，求解；

后处理步骤中，对求解单元的结果进行研判，确定分析结果准确与否并判断仿真测试的结果是否符合客车侧翻测试规范。

作为本发明的一种优选方案，所述前处理步骤中，通过设置刚柔体转换开关将侧翻工况分为两阶段：客车的空中的翻滚阶段、客车的触地及屋顶压溃阶段；模型的初始状态中，客车处于在空中翻滚，客车整车碰撞与安全CAE模型中通过刚柔体的转换开关设为刚体，刚柔体转换开关实时检测计算时间是否达到客车的触地临界时刻；在计算时间达到客车的触地临界时刻后，刚柔体的转换开关启动，将客车整车碰撞与安全CAE模型设为柔性体，直至分析结束。

作为本发明的一种优选方案，所述步骤S4中，调整的方法为：对影响结构强度的客车部位进行加强，手段包括：材料厚度的加厚和材料等级的提升，部件形状的修改，局部增加加强件支架，部件位置的移动和调整及焊点的增加。

本发明的有益效果在于：本发明提出的客车侧翻仿真测试系统及方法，用于客车车身结构设计，通过刚柔转化方法配合计算机辅助设计软件，仿真分析不同设计，并找出实现零组件最佳化的设计，可获取最符合设想的设计方案，方便设计人员对于车身的优化设计，可大幅节省研发人员设计产品所需的时间，提高设计的效率，降低设计成本；同时还可确保客车得以满足安全性的规范。

附图说明

图1为本发明客车侧翻仿真测试系统的组成示意图。

图2为侧翻实验台示意图。

图3为侧翻过程示意图。

图4为生存空间示意图。

图5为本发明客车侧翻仿真测试方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本发明揭示了一种客车侧翻仿真测试系统10，所述系统包括：内存模块12、输入模块13、处理模块11、修改模块14、输出模块15。

内存模块12也可以为其他存储模块，用以存储一组或多组客车侧翻测试规范，该客车侧翻测试规范包括边界条件设置、初始条件设置、测试方法、判断依据。

输入模块13用以接收一组或多组产品设计模型、一组或多组材料参数、限制条件，所述材料参数至少包括机械性能参数，将材料参数输入所述产品设计模型中。所述产品设计模型必须是一个实体，主要为计算机模型，包括各项设计的尺寸、外型与使用材料的参数，且为业界常用的3D软件，如：Pro-E,Catia………等产生的模型文件，可根据需求产生CAE分析所需要的元素网格，然后将网格图通过Hypermesh软件输出转换成含有节点、元素坐标相关位置的文字文件，就可以作为进行分析的准备。而在材料参数部分包括各项物理性能等参数。在产品设计模型通过分析软件可读取的文本文件格式，然后就可在分析软件中设定软件参数、边界条件等，进行计算机仿真计算。

处理模块11用以根据所述客车侧翻测试规范对所输入的产品设计模型、材料参数、焊点及联接方式信息进行数值分析及仿真测试，数值分析及仿真测试包括侧翻测试分析。所述处理模块11包括前处理单元、求解单元、后处理单元。所述前处理单元中设立刚柔体转换开关，将分析分为空翻和触地两阶段，由求解单元求解，得到仿真测试结果；然后利用后处理单元对仿真测试结果与存储模块中的客车侧翻测试规范对比判断是否符合测试标准（指客车侧翻测试规范）。具体地，前处理单元用以根据测试规范的测试条件对所输入的产品设计模型及材料参数进行网格化，模型组装，边界条件及初始条件定义。求解单元用以将前处理单元完成的可求解的仿真模型输入到动力分析程序LS-DYNA（通用求解器）进行数值分析，求解。后处理单元用以对求解单元的结果进行研判，确定分析结果准确与否并判断仿真测试的结果是否符合客车侧翻测试规范（客车侧翻测试规范可以为GB 13094-2007客车结构安全要求及GBT 17578-1998客车上部结构强度的技术要求与试验方法）。

其中，在前处理单元中通过设置刚柔体转换开关将侧翻工况分为两阶段：客车的空中的翻滚阶段、客车的触地及屋顶压溃阶段。模型的初始状态中，客车处于在空中翻滚，客车整车碰撞与安全CAE模型中通过刚柔体的转换开关设为刚体，刚柔体转换开关实时检测计算时间是否达到客车的触地临界时刻；在计算时间达到客车的触地临界时刻后，刚柔体的转换开关启动，将客车整车碰撞与安全CAE模型设为柔性体，直至分析结束。

修改模块14用以在仿真测试结果不符合客车侧翻测试规范时，根据所述处理模块的仿真测试结果进行所述产品设计模型或所述材料参数的调整（调整的方法为：对影响结构强度的客车部位进行加强，手段包括：材料厚度的加厚和材料等级的提升，部件形状的修改，局部增加加强件支架，部件位置的移动和调整及及焊点的增加等），并将调整后的所述产品设计模型或所述材料参数由所述处理模块再进行分析，直至仿真测试结果符合客车侧翻测试规范。系统还可以包括模型及参数获取模块，用以获取最终符合客车侧翻测试规范的产品设计模型及对应的材料参数。输出模块15用以输出符合所述客车侧翻测试规范的所述产品设计模型与所述材料参数。

本实施例中，处理模块11包括计算机辅助工程的软件，依据产品设计模型的有限元素与边界元素进行数值分析，以及根据储存于内存模块中的测试规范与限制条件的设定，来分析输入模块所输入的产品设计模型与各项参数，计算出是否在测试规范与限制条件下的范围内，则再由修改模块14进行材料参数及产品设计模型的调整，再次进行仿真分析，如此反复运作，直到产品设计模型完全符合测试规范与限制条件的各项测试项目需求。

以某一客车的侧翻试验仿真为例，按照需求产生CAE分析需要的网格，依照测试规范和测试条件，参照图2至图4，设定参数和边界条件送入处理模块中的分析软件求解器进行求解。当计算开始时，客车在空中翻滚阶段，客车不变形，应用本发明技术，将客车从柔性体直接转化成刚体，当客车即将触及地面时刻，根据一些触发条件，本发明技术自动又将客车从柔性体转化成刚性体，客车以柔性体状态和地面接触，在重力作用下继续发生变形。根据国家法规GBT17578-1998，翻滚试验的目标要求客车生存空间要满足如下两点：①车身任何部分的位移都不允许侵入生存空间，②生存空间内的任何部分都不能突出至变形的车身结构外。此目标储存于内存模块，查看变形结果与之作比较，如果生存空间受到其他部件侵入，则修改材料参数模块，如修改侧窗立柱厚度，尺寸等，改变产品设计模型，再次仿真分析，如此反复运作，符合安全性要求。直到最后一轮，选择最优设计，车身上的任何其他部件没有侵入生存空间，使得生存空间符合目标要求。

对客车翻滚而言，初始时刻客车在自重的作用下，下翻的动作特别缓慢，随着下翻的高度增加，在重力加速度影响下，下翻的动作相对初始翻转阶段也越来越快，但是对产品设计有参考价值作用的是客车触地之后约200毫秒时间内的严重变形情况。整个空中翻滚过程相对触地变形过程，其时间约为10倍左右。如果没有本发明的刚柔转化技术，Lsdy软件求解器按照柔性体的最小网格单元尺寸计算时间步长，一个方案按照相同的时间步长来计算，仿真运算时间很长，势必影响产品设计开发时间。而应用本发明的刚柔转化技术后，空中阶段Lsdy软件按照刚体来计算，运算时间大大减少。特别在多轮优化的循环过程中，更显示出很好的时间优势，大大缩短产品研发周期。

以上揭示了本发明客车侧翻仿真测试系统，本发明在揭示上述系统的同时，还揭示一种客车侧翻仿真测试方法；请参阅图5，所述方法包括如下步骤：

第一步，通过输入器进行客车整车碰撞与安全CAE建模；

第二步，根据国家法规GBT 17578-1998的实验方法设置侧翻工况并对约束与载荷情况进行定义，并存放到存储器（即上述内存模块）中；

第三步，通过前处理器（即上述前处理模块）中设置刚柔体转换开关实现在客车整车碰撞与安全CAE模型中的刚柔体转换功能；

第四步，将客车整车碰撞与安全CAE模型投入求解器中求解，侧翻工况分为两阶段：（1）客车的空中的翻滚阶段；（2）客车的触地及屋顶压溃阶段。模型的初始状态客车处于空中的翻滚，客车整车碰撞与安全CAE模型中通过刚柔体的转换开关设为刚体，在前处理器中刚柔体转换开关信号实时检测计算时间是否达到客车的触地临界时刻；在计算时间达到客车的触地临界时刻信号触发后，刚柔体的转换开关启动，将客车整车碰撞与安全CAE模型设为柔性体；

第五步，在求解计算结束后，将计算结果传入后处理器中，通过后处理器对计算结果进行分析并与存储器中存放的标准及规范进行对比修正。如不满足要求则进入修改器中进行模型及材料参数的修改（修改的方法为：对影响结构强度的客车部位进行加强，手段包括：材料厚度的加厚和材料等级的提升，部件形状的修改，局部增加加强件支架，部件位置的移动和调整及及焊点的增加等），以完成对汽车车身的优化设计。

实施例二

本发明还揭示一种客车车身结构设计系统，所述设计系统包括设计子系统、CAE验证及修改子系统、最终实车验证子系统。

设计子系统：由工程人员根据设计要求及技术规范进行的计算机辅助绘图结构设计，即在CAD的环境中设计出结构的各个部件，建立整车车身结构的三维设计图。

CAE验证及修改子系统：由工程人员对设计子系统所设计的车身结构三维设计图进行仿真分析及研判，确定设计是否满足客车测试规范的要求；如不满足，设计人员将对客车车身结构进行修改，将修改后的结构部件方案交由CAE验证分析人员进行仿真分析及研判；设计和验证的工作将循环重复进行，直至设计满足客车测试规范的要求。所述CAE验证及修改子系统包括客车侧翻仿真测试系统，客车侧翻仿真测试系统的组成可以参考实施例一中的说明。

最终实车验证子系统：在上述设计和验证的工作完成后，根据最终的车身设计方案，制造部门将制造出客车的原型实车，并对实车按照客车测试规范的要求进行实验验证，以最终确定设计满足客车测试规范的要求。

综上所述，本发明提出的客车侧翻仿真测试系统及方法，用于客车车身结构设计，通过刚柔转化方法配合计算机辅助设计软件，仿真分析不同设计，并找出实现零组件最佳化的设计，可获取最符合设想的设计方案，方便设计人员对于车身的优化设计，可大幅节省研发人员设计产品所需的时间，提高设计的效率，降低设计成本；同时还可确保客车得以满足安全性的规范。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (11)

1.一种客车侧翻仿真测试系统，其特征在于，所述系统包括：

存储模块，用以存储一组或多组客车侧翻测试规范，该客车侧翻测试规范包括边界条件设置、初始条件设置、测试方法、判断依据；

输入模块，用以接收一组或多组产品设计模型及一组或多组材料参数，所述材料参数至少包括机械性能参数，将材料参数输入所述产品设计模型中；

处理模块，用以根据所述客车侧翻测试规范对所输入的产品设计模型、材料参数进行数值分析及仿真测试，数值分析及仿真测试包括侧翻测试分析；所述处理模块包括：前处理单元、求解单元、后处理单元；前处理单元，用以根据测试规范的测试条件对所输入的产品设计模型及材料参数进行网格化，模型组装，边界条件及初始条件定义；求解单元，用以将前处理单元完成的可求解的仿真模型输入到动力分析程序进行数值分析，求解；后处理单元，用以对求解单元的结果进行研判，确定分析结果准确与否并判断仿真测试的结果是否符合客车侧翻测试规范；

修改模块，用以在仿真测试结果不符合客车侧翻测试规范时，根据所述处理模块的仿真测试结果进行所述产品设计模型或所述材料参数的调整，并将调整后的所述产品设计模型或所述材料参数由所述处理模块再进行分析，直至仿真测试结果符合客车侧翻测试规范。

2.根据权利要求1所述的客车侧翻仿真测试系统，其特征在于：

所述修改模块调整的方法为：对影响结构强度的客车部位进行加强，手段包括：材料厚度的加厚和材料等级的提升，部件形状的修改，局部增加加强件支架，部件位置的移动和调整及焊点的增加。

3.根据权利要求1所述的客车侧翻仿真测试系统，其特征在于：

所述系统还包括：

模型及参数获取模块，与所述处理模块、修改模块连接，用以获取最终符合客车侧翻测试规范的产品设计模型及对应的材料参数；

输出模块，用以输出符合所述客车侧翻测试规范的所述产品设计模型与所述材料参数。

4.根据权利要求1所述的客车侧翻仿真测试系统，其特征在于：

在前处理单元中通过设置刚柔体转换开关将侧翻工况分为两阶段：客车的空中的翻滚阶段、客车的触地及屋顶压溃阶段；

模型的初始状态中，客车处于在空中翻滚，客车整车碰撞与安全CAE模型中通过刚柔体的转换开关设为刚体，刚柔体转换开关实时检测计算时间是否达到客车的触地临界时刻；在计算时间达到客车的触地临界时刻后，刚柔体的转换开关启动，将客车整车碰撞与安全CAE模型设为柔性体，直至分析结束。

5.根据权利要求1所述的客车侧翻仿真测试系统，其特征在于：

所述产品设计模型为通过制图软件产生的计算机图文件，即3D数模文件，包括焊点及结构联接信息。

6.根据权利要求5所述的客车侧翻仿真测试系统，其特征在于：

所述计算机图文件能转换为多个零部件网格；通过焊点及结构联接信息、材料定义步骤进行总装，以建立客车的整车仿真分析模型。

7.一种客车车身结构设计系统，其特征在于，所述设计系统包括设计子系统、CAE验证及修改子系统、最终实车验证子系统；

设计子系统，用以根据设计要求及技术规范进行的计算机辅助绘图结构设计，即在CAD的环境中设计出结构的各个部件，建立整车车身结构的三维设计图；

CAE验证及修改子系统，用以对设计子系统所设计的车身结构三维设计图进行仿真分析及研判，确定设计是否满足客车测试规范的要求；如不满足，设计人员将对客车车身结构进行修改，将修改后的结构部件方案交由CAE验证分析人员进行仿真分析及研判；设计和验证的工作将循环重复进行，直至设计满足客车测试规范的要求；所述CAE验证及修改子系统包括客车侧翻仿真测试系统；

最终实车验证子系统：在上述设计和验证的工作完成后，根据最终的车身设计方案，制造部门将制造出客车的原型实车，并对实车按照客车测试规范的要求进行实验验证，以最终确定设计满足客车测试规范的要求；

所述客车侧翻仿真测试系统包括：

存储模块，用以存储一组或多组的客车侧翻测试规范，该客车侧翻测试规范包括边界条件设置、初始条件设置、测试方法、判断依据；

输入模块，用以接收一组或多组产品设计模型及一组或多组材料参数，所述材料参数至少包括机械性能参数，将材料参数输入所述产品设计模型中；

处理模块，用以根据所述客车侧翻测试规范对所输入的产品设计模型、材料参数进行数值分析及仿真测试，数值分析及仿真测试包括侧翻测试分析；所述处理模块包括前处理单元、求解单元、后处理单元；所述前处理单元中设立刚柔体转换开关，将分析分为空翻和触地两阶段，由求解单元求解，得到仿真测试结果；然后利用后处理单元对仿真测试结果与存储模块中的客车侧翻测试规范对比判断是否符合测试标准，即客车侧翻测试规范的要求；

修改模块，用以在仿真测试结果不符合客车侧翻测试规范时，根据所述处理模块的仿真测试结果进行所述产品设计模型或所述材料参数的调整，并将调整后的所述产品设计模型或所述材料参数由所述处理模块再进行分析，直至仿真测试结果符合客车侧翻测试规范。

8.一种客车侧翻仿真测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、接收一个或多个产品设计模型、一组或多组材料参数，其中，所述材料参数至少包括机械性能参数；

步骤S2、依据存储于存储模块中的客车侧翻测试规范的测试条件对所述输入的产品设计模型与材料参数进行分析及仿真测试；

步骤S3、判断所述仿真测试的结果是否符合客车侧翻测试规范的测试标准；

步骤S4、若不符合测试标准，则调整产品设计模型或材料参数；

步骤S5、重复步骤S1、步骤S2、步骤S3及步骤S4直至产品设计模型及材料参数的各项仿真测试完全符合客车侧翻测试规范的各项测试标准的要求；

步骤S6、输出最佳化设计的各项材料参数以及产品设计模型。

9.根据权利要求8所述的客车侧翻仿真测试方法，其特征在于：

所述步骤S2中，利用电脑辅助工程软件对所述输入的产品设计模型与材料参数进行分析及仿真测试，数值分析及仿真测试包括侧翻测试分析；

具体包括前处理步骤、求解步骤、后处理步骤；

前处理步骤中，根据测试规范的测试条件对所输入的产品设计模型及材料参数进行网格化，模型组装，边界条件及初始条件定义；

求解步骤中，将前处理单元完成的可求解的仿真模型输入到动力分析程序进行数值分析，求解；

后处理步骤中，对求解单元的结果进行研判，确定分析结果准确与否并判断仿真测试的结果是否符合客车侧翻测试规范。

10.根据权利要求9所述的客车侧翻仿真测试方法，其特征在于：

所述前处理步骤中，通过设置刚柔体转换开关将侧翻工况分为两阶段：客车的空中的翻滚阶段、客车的触地及屋顶压溃阶段；

模型的初始状态中，客车处于在空中翻滚，客车整车碰撞与安全CAE模型中通过刚柔体的转换开关设为刚体，刚柔体转换开关实时检测计算时间是否达到客车的触地临界时刻；在计算时间达到客车的触地临界时刻后，刚柔体的转换开关启动，将客车整车碰撞与安全CAE模型设为柔性体，直至分析结束。

11.根据权利要求8所述的客车侧翻仿真测试方法，其特征在于：

所述步骤S4中，调整的方法为：对影响结构强度的客车部位进行加强，手段包括：材料厚度的加厚和材料等级的提升，部件形状的修改，局部增加加强件支架，部件位置的移动和调整及焊点的增加。

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