大客车是我国主要的公路客运工具,其外廓尺寸大、满载质量高、载客量多,且对乘客的安全防护措施较差,交通事故中极易造成“群死群伤”。为了减少大客车正面碰撞事故中司乘人员的伤亡,国内外已经颁布了多项关于客车被动安全性能的法规标准,但仅限于对车身结构强度的一般性要求,针对乘员防护的试验方法及数值仿真方法至今尚未形成明确的标准。而且,大客车的被动安全性能研究大多集中在车身结构强度和乘员生存空间方面。本文针对大客车正面碰撞过程中乘客区乘员的运动响应以及损伤特征的规律展开深入研究,为大客车的被动安全性能设计提供了一定的理论参考。本文建立了某6120型全承载式大客车的整车有限元模型,进行初始速度为30km/h和50km/h的全宽正面碰撞仿真试验,对碰撞过程中大客车的能量吸收、结构变形、乘客区座椅固定点加速度响应等三个方面进行了分析和评价,并提取了乘客区不同位置座椅固定点的加速度时间历程曲线。在车内二次碰撞研究中,为了兼顾车内各部件的几何非线性、材料非线性以及接触非线性特性对乘员损伤的影响,采用多刚体-有限元耦合的建模方法,建立了HybirdⅢ型50百分位多刚体假人模型、乘客区子结构的有限元模型以及多刚体-有限元混合式安全带模型,并通过空间位置调整、铰链约束、接触定义以及加速度场加载等方式完成了乘客区子结构与乘员耦合系统建模。经过大量的人-车耦合系统仿真试验,深入探究了不同位置、不同约束形式及不同碰撞初速度条件下的乘员运动响应及损伤特征的规律。为了改善正面碰撞过程中2点式安全带对乘客上肢约束效果差、假人头部损伤严重的问题,选取座椅间距、座椅靠背角、坐垫倾角、坐垫摩擦系数、靠背刚度等5项乘客座椅设计参数以及织带刚度、固定点位置等2项安全带设计参数,利用单因子变量法设计不同水平的仿真试验,研究了乘员约束系统设计参数对车内二次碰撞过程中乘员运动响应及损伤特征的影响规律。最后,通过正交试验的方法对主要的影响参数进行正交优化,显著改善了正面碰撞过程中大客车乘客区约束系统的防护性能。本文的研究成果为大客车正面碰撞中乘员防护的试验方法、数值仿真以及性能评价的标准和法规制定提供了参考价值,并且在客车结构强度和约束系统的设计与优化方面具有一定的指导意义。