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大客車骨架結構補強型式之設計與評估

為了解決車門防撞貼片的問題，作者邱筱婷 這樣論述：

大客車為大眾運輸工具中，每年輸運量最高之交通工具，近年來國內不少業者為求乘客之舒適性而加大上層空間以增內裝，造成整車重量過重及重心上移現象而容易造成車輛翻覆，加上國內車體打造廠多憑自身經驗之方式打造車體，缺乏設計分析之能量，故大客車之建造品質實為一大隱憂。大客車近年意外事故頻傳，於此高承載數與高肇事率之下，大客車之安全性實不容輕視。由於目前國內大客車相關法規不夠嚴謹，政府相關單位將參考歐洲大客車上層結構強度法規ECE R66(Economic Commission for Europe，ECE)制定適合我國之大客車車體結構強度法規，隨著法規之執行，多數車體打造廠所生產之大客車將無法通過嚴峻之

法規規範，因此如何在不變更原先之車體結構，且不大幅增加車體重量之情況下，使用局部之補強型式以有效改善車體結構之強度，將為重要之研究課題。近年來國內外大客車之研究大多為探討大客車車體結構強度之研究，對於大客車之局部結構進行骨架強度分析與改良之研究則相當稀少。此外，由於應用有限元素進行數值模擬分析之技術快速發展，已成為模擬車輛碰撞與翻覆之主要工具，可有效減少實車試驗次數，進而節省大量成本。因此本論文將搜集國內外現有之汽車、航空器與船舶等運輸工具之結構補強方式，依照大客車車身結構部位予以分類，並參考大客車骨架擠壓試驗，應用有限元素分析軟體LS-DYNA建構大客車各部位骨架擠壓試驗之數值模擬環境，進行

結構補強型式之強度分析與驗證，再將有效之補強塊設置於車身段與整車之有限元素模型中，以新版之歐規ECE R66為參考規範，進行大客車翻覆之數值模擬分析，探討大客車骨架補強型式對於整車結構變形之影響。由本論文所採用之某型大客車骨架進行數值模擬分析之結果得知車頂結構主要為抵抗大客車於翻覆發生時，車頂結構與地面接觸所發生擠壓之現象，該車型使用填角式之補強型式較能提昇該部位之勁度，在設置該部位之補強型式時，應以連接車頂橫樑與車身兩側之車柱為主，可防止大客車於翻覆意外中，車頂結構與車身斷裂分離之情形；邊柱結構主要考量其窗椼與橫樑搭接處之結構強度，在翻覆意外發生時若骨架強度不足，發生彎曲變形之現象，並於焊接

處承受過大之應力而發生破壞之情形，該車型使用貼片式之補強型式較能有效提升其結構勁度，同時能有效降低焊接處附近之應力值，設置該部位之補強型式時，應注意是否影響車窗玻璃之擺設，並可使用鉚丁或焊接之方式予以固定；底層結構主要考量翻覆意外發生時其骨架結構抵抗彎曲變形之能力，同時應考量如何提升邊柱發生塑性鉸之位置，而使得骨架較不易侵入乘員空間，經由分析結果可以發現，該車型使用貼片式之補強型式，其抵抗彎曲變形之效能較高，並使得塑性鉸發生位置相對提高，骨架較不易侵入安全空間，因而保障乘員之安全，設置該補強型式時，應考慮與其他部位之骨架搭接情形，並使用鉚丁或焊接之方式予以固定。本論文根據現有之大客車有限元素模

型，進行各部位補強型式之設計與評估，提供國內大客車車體打造廠最直接有效之車體結構改善方案，以提升大客車結構之強度。