3.1 车辆静态侧翻研究
静态侧翻仅与汽车本身参数有关，如汽车的结构参数和性能参数。结构参数指汽车自身的结构和尺寸等参数，如悬架结构、轮距、轴距和侧倾中心高度等。性能参数包括汽车各子系统及零部件的力学特性，如悬架的刚度和阻尼、横向稳定杆刚度以及轮胎力学特性等。静态侧翻研究能够直观地反映汽车自身的抗侧翻性能。
静态侧翻研究具有以下特点：①车速为零，场地需求比较小；②不需要考虑路面因素，输入简单易操作；③不需要驾驶员的参与，安全防护易实现。目前常用的四种静态侧翻研究方法为静态稳定系数法（Static Stability Factor，SSF）、侧拉法（Side Pull Method，SPM）、侧倾试验台法（Tilt Table Method，TTM）和准静态离心法（Quasi-Static Centrifuge Method，QSCM）。
（1）静态稳定性系数法
将整车看作刚体（图3-2），通过试验方法测得汽车的质心高度Hcg，质心处侧向加速度ay，等效汽车轮距Lwe。利用达朗贝尔原理，对外侧轮胎接地点求力矩平衡
当地面对内侧轮胎的支持力Fzr为零时，汽车处于侧翻临界状态，此时的侧向加速度为临界值ay，lim，静态稳定性系数SSF定义为
图3-2 静态稳定系数示意图
通过研究比较，SSF的值越小，汽车的侧翻可能性越大，反之亦然。当汽车的侧向加速度超过SSF，就会有侧翻的危险。SSF是一个非常直观的汽车侧翻倾向的度量因子，因此常用SSF法研究汽车侧翻倾向。
对于SUV和厢式货车，虽然轮距与乘用车相差不大，但其质心高度通常比乘用车更高，理论上SUV和货车的侧翻稳定性比乘用车的侧翻稳定性差。此外，由于静态稳定性系数SSF将整车视作刚体，没有具体考虑汽车的悬架变形以及轮胎的弹性变形等影响，因此得到的侧翻稳定性阈值整体偏高。
（2）侧拉法
1960年，美国通用汽车公司（General Motors，GM）开发了一套汽车静态侧拉试验装置（图3-3）。将汽车放置在试验台上，一侧轮胎用挡板约束，在同侧施加一个通过车身质心的水平力，缓慢地侧向牵引汽车直到另一侧轮胎离地，此时最大侧拉力为P。侧拉比例系数（Side Pull Ratio，SPR）定义为
对比SSF方法，侧拉比例系数基于实测数据，试验数据已体现车身、悬架、横向稳定杆以及轮胎变形的影响，故SPR比SSF更精确。但侧拉法试验中，当作用在车身上的拉力较大时，会引起车身变形或损坏，而且车身质心高度测量的误差同样对试验的结果会造成影响。
图3-3 侧拉试验装置
（3）侧倾试验台法
侧倾试验台由一个可以绕纵轴线旋转的试验台和可以提升试验台的行车构成，如图3-4所示。试验时将车辆平稳停放在试验台上，外侧车轮用挡板约束，行车装置拉动试验台的一端缓慢提升。随着试验台倾角的增大，在车辆内侧轮胎离开试验台时，试验台的倾角就是汽车侧翻的临界侧倾角，侧倾试验台比例系数（Tilt Table Ratio，TTR）定义为
式中，α为汽车发生侧翻时的试验台倾角。
图3-4 侧倾试验台装置
与侧拉试验相比，侧倾试验装置更加简单，且不需要测量车辆的质心高度，不仅减少试验流程，还大大减小了试验误差，估计值能更加反映真实的汽车侧翻倾向。1990年，国际标准（ISO）推荐了侧倾试验台方法，NHTSA也建议将侧倾试验台法作为厢式货车和SUV等车辆侧翻稳定性试验的方法。
然而，由于试验台发生侧倾后，车身侧向受力方向不再保持水平，车辆与试验台之间的正压力也逐渐减小，因此对悬架和轮胎变形会产生影响。
（4）准静态离心法
2001年，美国密歇根大学交通运输研究所（University of Michigan Transportation Research Institute，UMTRI）研发出离心试验台装置，如图3-5所示。试验台通过旋转臂连结在竖直的转轴上，转轴安装在固定台架上，通过伺服电动机驱动。试验时将汽车放置在试验台上，外侧轮胎通过挡板约束，缓慢并连续地增加试验台转速，直至内侧车轮离开试验台。静态离心系数（Quasi-Static Centrifuge Factor，QSCF）定义为
式中，ωs为转轴的转度；Rv为车辆对称中心到转轴轴线的水平距离。
图3-5 离心试验台装置
与侧倾试验台方法相比，在准静态离心法试验过程中，轮胎正压力方向不发生变化，车身加速度方向保持水平，这与实际车辆侧翻情况保持一致，因此旋转试验台法得到的数据更加精确。通用（GM）、本田（Honda）都推荐将准静态离心法作为车辆静态侧翻研究方法。
除了上述四种方法，也有学者采用临界滑动速度（Critical Sliding Velocity，CSV）、侧翻预防度量（Rollover Prevention Metric，RPM）和制动稳定性（Braking Stability，BRAKSTAB）作为车辆侧翻的稳定指标。
汽车的静态侧翻研究虽然操作简便、结果直观，但是其指标却无法体现出汽车瞬态特性因素的影响。NHTSA的NCAP抗侧翻评级系统明确指出：静态稳定性系数SSF作为侧翻倾向评价的指标，并不能够代表车辆在操作过程中发生侧翻的特性。仅用静态侧翻研究方法的评级不能充分反映不同种类车辆在不同操作下侧翻性能上的差异，同时指出应该大力开发动态测试作为SSF的补充。