汽车顶盖是车身上最大的一块板壳覆盖件，通常在设计过程中只关心其刚度而忽略了其强度。在汽车的实际使用过程中，常有顶盖强度过低而引发的质量问题。其中由于雪压顶盖而导致顶盖失效就是强度问题之一，本文将对其失效过程做详细分析。

雪压顶盖的实效状态是复杂的非线性过程，包括边界条件非线性（如顶盖与横梁的接触）、几何非线性和材料非线性。本文采用 Abaqus 的 EXPLICIT ?？槎远ジ墙蟹窍咝苑抡娣治?，建立与实际受力状态一致的仿真分析平台，不考虑应变率对其材料性能的影响。

分析模型

有限元模型的截取

顶盖的有限元模型截取自白车身。在模型截取过程中既要包括顶盖的主要承载部件 ，又要使有限元模型尽量简单，在 EXPLICIT 计算时提高工作效率。鉴于以上考虑截取自白车身的有限元模型如图 1 所示。共有 82659 个单元。

材料与属性

本次分析涉及九种材料，由于要考虑顶盖的塑性变形，除了给出材料的弹性模量和泊松比外还给出了材料发生塑性变形后的塑性应变和应力的曲线。

图 1 顶盖有限元模型

边界条件和载荷

1）计算顶盖约束模态,约束顶盖截取面节点 123 自由度

图 2 分析边界条件

2）覆雪压力是通过在顶盖 Z 向施加分布压力来实现的，该压力随着覆雪厚度的增加而增大，加载曲线如图 3所示。顶盖的强度必须能抵抗一定雪厚的压力。

图 3 加载曲线

分析结果

在覆雪压力作用下，顶盖的变形如图 3、4 所示。由计算结果可以看出，顶盖在压力作用结束之前其最大应力值已经超出其屈服强度，并且发生较大的塑性变形。

图 4 顶盖应力分布图（单位：MPa）

图 4 顶盖变形图（单位：mm）

根据以上分析结果判断顶盖已经被压溃，通过考察变形最大区域某点的位移时间曲线来判断其压溃时雪的厚度。由图 5 可知当 t=2.0 时顶盖被压溃，此时对应的加载曲线上雪厚为 5000px 该厚度大于目标值，该顶盖强度满足要求。

图 5 位移最大区域某点位移时间曲线（单位：mm）

本文运用 Abaqus 模拟顶盖覆雪压溃的过程，得到位移与雪厚的曲线，由曲线判断顶盖被压溃时的雪厚满足目标值，节约了开发时间同时节省了开发费用。

资料来源：达索官方