近年来,由于道路设施的高速发展及汽车保有量的迅速增加,道路交通事故频频发生,不仅对公共财产造成巨大损失,同时也对人们的生命带来巨大威胁。在所有的道路使用者中,行人处于最弱势的地位,在交通事故中存在非常高的伤亡风险。根据行人损伤部位情况的统计数据,在所有交通事故中,头部在车辆等碰撞载荷作用下发生的创伤性脑损伤(Traumatic Brain Injury,TBI),成为行人致死、致伤的主要因素。因此,开展有关汽车-行人交通事故中的行人头部损伤分析就显得尤为重要。首先,论文回顾了人体头部有限元模型的发展历程,然后分别基于多刚体模型和有限元模型,阐述了碰撞事故中行人头部落地损伤的研究现状。其次,本文根据两起真实的汽车-行人碰撞案例,利用事故调查报告记录的现场信息、车辆前部特征和人体测量学参数对案例进行了事故再现分析。通过对事故现场的仿真,重现了事故发生时的整个过程,详细分析了行人动力学响应以及行人的受伤情况。对比真实交通事故与事故再现的结果,诸如刹车痕迹、车辆最终停止位置和行人损伤等数据,验证了人车碰撞模型的可行性和准确性。然后,基于所建立的多刚体模型,分析由于车型、碰撞速度及角度的不同,引起的碰撞后行人不同的动力学响应,并结合损伤指标判断行人受伤的严重程度。结果表明:在中低速碰撞的情况下,行人与厢式面包车碰撞造成的头部落地损伤要低于普通轿车。而车速也是影响头部落地损伤的重要因素,当车速达到40km/h以上,头部损伤风险开始明显加大。另外,碰撞角度会显著影响行人碰撞后的运动姿态,行人在正面碰撞时造成的头部落地损伤往往要比侧面碰撞时严重。基于多刚体动力学仿真,可以通过总结多组仿真试验结果得出规律性结论,但为了明确头部落损伤的致伤机理,下一步还需通过有限元仿真获得详细的力学参数来进行深入研究。最后,在课题组已建立的人体头部模型的基础上,选择国外经典尸体实验对其进行全面的有效性验证。以事故再现获取的行人头部落地时的动力学参数作为加载条件,建立行人头部与地面碰撞的有限元模型。采用有限元方法仿真分析颅脑各组织的应力应变响应,结合事故中实际创伤,对照损伤耐受限度,分析行人头部落地损伤的致伤机理并评判行人头部损伤的风险。本研究的结论有助于临床上对落地损伤的诊断治疗,对汽车被动安全的设计、行人防护措施的开发、交通防护措施的改进和安全法规的制订有一定的参考意义。