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近几年,道路交通事故频发使儿童乘员的损伤防护成为汽车碰撞安全领域的重要研究课题之一。正面100%重叠率碰撞和偏置碰撞是目前道路交通事故中的主要碰撞形态。国内儿童约束系统研究起步较晚,儿童约束系统相关法规的不完善和产品质量参差不齐直接影响儿童乘员的乘车安全。因此,为了提高我国儿童乘员的车内安全性,对儿童约束系统的安全性设计、正面100%重叠率碰撞和偏置碰撞工况下的儿童乘员损伤防护研究具有重要意义。本文根据ECER44法规建立了3岁儿童乘员正面碰撞台车试验有限元模型。并以试验动画与相关数据验证该模型的有效性。并在此基础上,对该儿童约束系统进行结构改进、对安全带导向环固定位置、骨架座椅厚度及儿童乘员与五点式安全带之间的摩擦系数进行正交试验设计。优化后的表明头部前倾位移量从高于法规值(550mm)的1.5%至低于法规耐限值的15%。儿童假人的损伤指标(头部HIC值,胸部合成加速度、胸部垂直加速度)均低于法规耐限值。此研究方法为今后的儿童约束系统设计方法提供一定指导意义。由于儿童乘员在车内的安全问题在很大程度上来源于正面100%重叠率碰撞和偏置碰撞,本文采用Q系列3岁儿童假人和2种儿童约束系统(5点安全带式CRS、护板式CRS)有限元模型。基于汽车正面25%重叠率刚性壁、40%重叠率可变形壁障和100%重叠率刚性壁障碰撞3种工况的加速度和角度变化量,建立台车数值分析模型。结果表明:偏置碰撞工况下的儿童乘员X轴向头部位移均在523mm以上,正面100%重叠率刚性壁障碰撞工况下的儿童乘员X轴向位移分别为513mm和478mm,对于Y和Z轴向位移,偏置碰撞工况造成的位移量大于正面100%重叠刚性壁障碰撞工况所造成的位移;在五点安全带式CRS的防护下,偏置碰撞对儿童乘员的损伤大于正面100%重叠刚性壁障碰撞,在护板式CRS的防护下,其结果反之。研究表明:为了应对复杂的交通事故,儿童约束系统的设计应该考虑偏置碰撞所带来的影响,也为今后儿童约束系统法规的发展和儿童约束系统的研究提供一定参考依据。