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道路交通事故是造成儿童乘员伤亡的重要因素之一,在我国每年有超过1.85万名的14岁以下儿童死于交通事故。随着汽车安全技术的发展,以及儿童乘车安全问题逐步受到重视,儿童安全已成为汽车安全研究的重要课题。国内儿童安全保护研究起步较晚,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。本文在文献研究的基础上使用计算机仿真方法和统计分析方法,分别对台车加速度波形对3岁儿童乘员的损伤风险和儿童约束系统对儿童乘员安全性保护进行了研究。本文采用有限元方法和台车试验方法,拟合不同长度、壁厚、直径的圆形薄壁吸能管和台车质量获得FMVSS213规定的动态试验台车碰撞加速度波形。采用所得的台车加速度波形和已有的ECE R44台车加速度波形,加载到放置有Q3儿童有限元模型的两种(汽车安全带和ISOFIX固定式)五点式前向儿童约束系统(CRS)碰撞仿真模型中,分析加速度波形对3岁儿童乘员的运动学响应和损伤参数的影响。仿真结果表明,加载FMVSS213加速度波形的儿童乘员的前向运动学响应比加载ECE R44加速度波形提前约20ms。同时,加载FMVSS213加速度波形的头部前向位移、HIC15、头部和胸部加速度均大于ECE R44工况。上颈部轴向力和胸部压缩量虽无显著差异,但上颈部轴向力大于颈部参考值(1705N)。研究结果表明,FMVSS213动态加载试验对儿童约束系统的安全性评价要求更高,可为我国儿童约束系统安全性标准的修订和企业研发提供参考依据。本文通过对不同厂家儿童座椅3C认证试验、儿童座椅开发试验以及对市场儿童座椅抽检动态试验进行数据统计分析发现,跨组别产品在统计的儿童约束系统中占有相当大的比例,儿童约束系统的质量主要分布在4~10kg;同时,在所有碰撞试验中I组P3试验最难通过法规,儿童头部位移超出是儿童约束系统不合格的主要因素。研究结果表明,在I组试验中ISOFIX加上拉带的固定方式能够有效约束座椅运动,从假人的动态响应中可以看出座椅翻转角度越小、五点式安全带束缚效果越好,假人头部位移越小;对于II组P3、P6假人试验,辅助装置ISOFIX能够有效降低假人头部位移量,但对于III组P10假人试验而言,ISOFIX的效果并不明显,反而可能会增加头部位移量。采用三点式安全带约束假人,腰带能够有效限制假人盆骨运动,但是假人在运动过程中身体扭转造成肩带容易脱落,现实中可能会对乘员的腹部及手臂造成严重勒伤。此研究可为儿童损伤评价指标及儿童约束系统的设计提供参考。