随着城市轨道交通的高速发展，车体轻量化成为了提高列车运行速度的重要手段，轨道交通领域越来越重视新型复合材料的应用。玻璃钢复合材料由于其自身轻质高强、耐腐蚀性能好以及成型工艺等优越等特点，成为生产流线型列车司机室头罩结构的主要材料。司机室头罩结构位于车辆的最前端，当列车发生碰撞事故时，该结构最先与碰撞障碍物发生接触，部分接触界面力由头罩传递给车体上的其他结构，因此头罩结构对碰撞响应的影响不容忽视。本文基于玻璃钢复合材料头罩结构在列车上的广泛应用及列车运行安全性的背景，对头罩结构在碰撞过程中的碰撞响应及吸能特性进行了研究，主要开展的研究内容有：
　　基于Chang-Chang失效准则中的失效参数需求，开展了玻璃钢复合材料准静态拉伸、压缩和纵横剪切试验。根据相关标准选择了合适的试验设备，并确定了试样尺寸及应力应变数据采集方法，获取了玻璃钢复合材料的基础力学性能参数，主要包括玻璃钢复合材料的拉伸强度及弹性模量、压缩强度及弹性模量、剪切强度及剪切模量，为后续数值仿真提供了数据支撑。
　　在玻璃钢复合材料力学性能参数的基础上，结合MAT54材料模型特性，完善了用于模拟玻璃钢的材料模型，并应用该材料模型建立了玻璃钢圆管单层壳单元有限元模型，通过对比文献中的试验结果与玻璃钢有限元模型的仿真结果，结果表明：仿真结果与试验结果误差仅为6.1%，验证了仿真方法的可靠性与材料模型的准确性。
　　建立了带有头罩结构的单车碰撞有限元模型，其中头罩结构的材料模型参数采用第四章确定的材料模型参数。根据碰撞标准及研究目的，确定了单车以70km/h的速度碰撞15t可变形障碍物的工况，对比带有头罩结构和不带头罩结构的单车碰撞模型仿真计算结果，分析头罩结构在碰撞过程中对碰撞响应的影响;通过改变玻璃钢复合材料的铺层角度和铺层厚度，研究铺层形式对碰撞过程中界面峰值力和头罩结构吸能量的影响;通过改变碰撞初始速度，研究碰撞初始速度对头罩结构的变形模式、界面峰值力和吸能量的影响。
　　基于上述研究，本文对玻璃钢头罩结构在碰撞过程中的碰撞特性进行分析，对头罩结构在工程仿真上具有一定的参考意义。