基于新修訂國標的車頂靜壓強度試驗方法研究

范晞 袁定立 陳昌乾

摘要：詳細介紹了即將發布的GB 26134車頂靜壓強度新國標，并通過自行設計的HPF設備完成了新國標的試驗驗證。針對新國標的要求下不同加載速度對試驗結果造成的影響進行了研究，研究結論為今后新國標的實施奠定了基礎。

關鍵詞：車頂靜壓強度；GB 26134；試驗方法

中圖分類號：U467.1 ?收稿日期：2023-11-29

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.02.018

1 前言

目前世界上普遍采用靜態試驗的方法來測試汽車頂部抗壓強度，我國現行的標準為GB 26134-2010《乘用車頂部抗壓強度》［1］，該標準的要求已無法滿足行業現狀和交通安全方面的需求。我國已于2022年6月對新國標GB 26134進行了公開征求意見，新修訂的標準提高了車輛頂部抗壓強度的要求。

2 國內外車頂靜壓強度方法對比

目前國外針對車頂靜壓強度的測試方法主要有FMVSS 216a《Roof crush resistance》、IIHS（美國公路安全保險協會）車頂強度測試。國內針對車頂靜壓強度的測試方法主要有GB 26134-2010《乘用車頂部抗壓強度》、工信部聯產業〔2014〕453號文以及C-IASI 2020《第2部分：車內乘員安全指數車頂強度評價規程》[2]。

GB 26134-2010的大致內容參照美國聯邦機動車法規FMVSS 216《Roof crush resistance》[3]制定，主體技術內容與其保持一致，要求在承受相當于1.5倍整車整備質量的載荷（若該載荷超過22 240 N，則取22 240 N）時，車輛頂部變形不得超過127 mm。

C-IASI 2020主要參照了IIHS，要求在加載位移達到127mm時，記錄施加的峰值載荷和HPF頭型的接觸力，若載荷-質量比（SWR）≥4.00，則判定車頂強度等級達到優秀。我國新修訂的標準GB 26134基于FMVSS 216a，并根據國情進行了更改。新標準適用于除敞篷車以外的M1類車輛，對于車身結構對稱的車輛，隨機選取一側施加載荷（若車身結構不對稱，則選取車身結構較弱一側施加載荷），施加載荷為車輛整備質量的3倍或45 kN（取兩者較小值）。當載荷達到規定值時，加載裝置下表面的移動量應不大于127 mm，頭部模型受力應不大于222 N。

國內外針對頂部靜壓的測試方法主要不同在于適用車型范圍、試驗過程加載載荷的大小、是否監測頭部模型受力這幾方面，具體區別見表1。

3 新國標GB 26134解讀

新國標GB 26134與現行國家標準GB 26134-2010《乘用車頂部抗壓強度》相比對于車輛的固定方式和加載壓板的要求幾乎一致，加載裝置定位示意圖見圖1。主要不同點是：新國標GB 26134將試驗過程加載的載荷提高了1倍（不超過45 kN），在試驗過程中需要對試驗側的假人頭部受力進行監測（頭型受力≤222 N）。

新國標GB 26134與GB 26134-2010相比主要增加了以下試驗程序。

a.座椅調節。

在按照圖1的方式將車輛固定在剛性系統上后，調節試驗側座椅腰部支撐使腰部支撐處于其最低的、完全縮回或收縮的位置。座椅的其他可調節裝置或座椅的其他支撐裝置處于最低或未展開的位置。將任何可調節的頭枕置于最高和最前位置。座椅靠背調節到制造廠規定的設計位置，如果沒有指定位置，則將座椅靠背調節到從鉛垂面向后傾斜25°角的位置。對于縱向可調節的前排外側座椅，應使其位于行程的中間位置或者最接近于中間位置的向后位置鎖止。如果在垂直方向上可單獨調節，應調整至制造廠規定的設計位置或中間位置。

b.安裝HPM（H點定位裝置）。

將車輛前排外側座椅調整到規定位置，按照GB 11551的規定安裝三維H點裝置，三維H點裝置的小腿長度調整到414 mm，大腿長度調整到401 mm。

c.安裝HRMD（頭枕測量裝置）。

保持三維H點裝置位置不變，左右兩側的軀干配重塊各卸下兩個，并換成較大的頭枕測量裝置的軀干配重塊，安裝頭枕測量裝置到三維H點裝置上，調整頭枕測量裝置使其處于水平。測量和記錄頭枕測量裝置頂部中心在車輛上的位置。安裝完成HRMD后的效果圖見圖2。

d.安裝HPF（頭部定位裝置）。

從車輛移出三維H點裝置和頭枕測量裝置，拆除車輛前排外側座椅和地毯。在前排外側座椅位置車身地板上安裝頭部模型，頭部模型為直徑165 mm剛性半球，質心位置裝有三軸向力傳感器。調整頭部模型固定支架，使其頂部中心與頭枕測量裝置頂部中心位置重合。安裝完成HPF后的效果圖見圖3。

4 基于新國標GB 26134的試驗研究

目前新國標GB 26134還未正式發布并實施，國內主機廠和檢測機構對這一新標準的研究較少。本文將使用自行開發的HPF設備和依據新標準的測試方法，來研究不同加載速度對試驗結果造成的影響。

選用同一車型相同配置的M1類車作為試驗對象（圖4），試驗車型的整備質量為2 040 kg，故加載載荷為45 kN。每次試驗前保證車輛的固定方式一樣，頭部模型的安裝位置一樣。標準要求加載壓板的速度不超過13 mm/s，且試驗要在120 s內完成。選擇6組試驗進行對比，加載速度分別為：2 mm/s、4 mm/s、6 mm/s、8 mm/s、10 mm/s、12 mm/s。試驗結果見表2，試驗過程中的載荷位移曲線見圖5。

從表2的試驗結果可看出，該車型6次的最大位移和頭型最大載荷均滿足法規要求。6次試驗最大載荷差值153 N，最大位移差值2 mm?？紤]到車輛制造偏差、設備精度偏差以及車輛固定方式偏差，試驗結果體現出來的差值可以忽略，故認為此次試驗結果保持了一致性。從圖5的載荷位移曲線可以看出，加載速度的大小僅僅影響了曲線的斜率，載荷位移曲線的形態和峰值幾乎一致，在載荷達到40 500 N左右車頂結構的屈服強度較大，會形成一個小的整理平臺，然后載荷繼續以較慢的速率上升至設定載荷。

5 結語

本文對比了目前國內外主流的車頂靜壓強度測試方法，分析了這些方法之間的差異，并從測試方法以及測試設備等方面詳細介紹了即將發布的新國標GB 26134。目前國內車輛基本上能滿足26134-2010對車輛頂部強度的要求，車企和檢測機構對于新國標的研究較少，本文對今后新國標的開展進行了試驗摸底，同時探究了加載速度對試驗結果造成的影響，能為今后檢測機構開展頂部靜壓試驗提供參考依據。

參考文獻：

[1]GB 26134-2010乘用車頂部抗壓強度[S].

[2]中國保險汽車安全指數規程：第2部分：車內乘員安全指數車頂強度評價規程（2020版）[S].

[3]U.S Department of Transportation National Highway Traffic Safety Administration.Laloratory Test Procedure For Fmvss 216a.Roof Crush Resistance[S].Washington，D C：U.S.Government Printing Office，2009.

作者簡介：

范晞，男，1993年生，工程師，研究方向為整車性能測試與評價技術。

基金項目：中汽研汽車檢驗中心（武漢）有限公司科研項目“乘用車頂部抗壓強度試驗方法的研究”（202317）