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随着我国汽车保有量和机动车驾驶人的增加,二胎政策的开放,以及国家相关法律法规的制定与强制性实施,儿童乘员的安全问题越来越受到重视。儿童乘员属于特殊的弱势群体,自我保护意识比较差,在交通事故中,其伤亡概率远大于成年人。事故数据表明,正确使用儿童约束系统可以有效防止儿童乘员损伤。本文以前置护体型和五点式背带型两款儿童安全座椅为研究对象,利用HyperMesh前处理建模软件建立台车正面碰撞仿真模型,并对该仿真模型进行有效性验证。仿真模型的建立包含台车试验座椅模型的建立、儿童安全座椅模型的建立、五点式背带模型的建立、三点式汽车安全带模型的建立以及假人模型的建立,其中详细介绍了儿童安全座椅模型的建立,包含儿童座椅几何模型的逆向扫描获取以及有限元模型的建立。最后在以上模型建立的基础上,利用LS-DYNA求解器进行求解计算,并用LS-Prepost将计算文件进行后处理得到的运动学响应、损伤曲线与相对应的实际台车测试的运动学响应与损伤参数进行对标,且仿真试验结果与真实的台车试验结果达到了较好的一致性,可以作为本文之后研究的基础模型。根据联合国欧洲经济委员会(United Nations Economic Commission for Europe,UNECE)导入的R129法规儿童约束系统台车正面碰撞条件,结合有限元仿真和动物实验的方法,研究3岁儿童在五点式背带型和护板型儿童约束系统(Child Restraint System,CRS)的胸腹部软组织损伤风险。基于该实验方法,对于有限元仿真,采用Q3儿童假人和THUMS第四代学术版3岁儿童人体有限元模型(THUMS 3YO Occupant Model Academic Version 4,THUMS 3YO V4AC),建立两款CRS台车正面碰撞数值分析模型,对比分析3岁儿童乘员在两款CRS中的运动学响应、损伤参数及内脏软组织器官损伤情况;对于动物实验,使用7头质量在9.7 kg到13 kg的西藏小猪,通过尸检结果和ISS评分分析碰撞后小猪胸腹部内脏损伤情况。仿真结果表明,Q3假人和THUMS 3YO V4AC有限元模型的运动学响应和胸部压缩量存在很大的差异;THUMS 3YO V4AC有限元模型由于其躯干柔韧性强,在CRS护板型的胸部变形压缩率为39.25%,达到AIS4损伤风险为50%;两款CRS的THUMS 3YO V4AC儿童乘员胸腹部内脏软组织器官所受的应力应变均超出了损伤阈值,并且CRS护板型中儿童胸腹部软组织所受应力应变在区域和数值上相对于五点式背带型CRS更大,发生胸腹部软组织损伤的风险也更大。动物实验结果表明,CRS护板型中的小猪即使不发生肋骨骨折也有内脏器官损伤。其中,肺挫伤、肝撕裂在CRS护板型中是最常见的胸腹部损伤。