过去多年,在轿车上使用安全带和安全气囊大大降低了前碰撞中驾驶员头部和胸部的损伤风险,因此,近来焦点转向了下肢损伤的研究。下肢损伤不是致命损伤,但是在前碰撞中这类损伤非常普遍,并带来巨大的痛苦,需要长期的治疗和恢复,甚至可能会导致永久性残废。为了降低前碰撞中驾驶员下肢的损伤风险,本文通过对下肢损伤已采用的研究方法和基础理论的文献研究,深入了解并总结了下肢损伤研究领域所取得的经验和成果。下肢损伤机理非常复杂,有些问题仍然有待进一步研究。本文介绍了人体下肢解剖结构,讨论并归类了前碰撞中驾驶员的下肢损伤机理,并阐述了各类下肢损伤准则。运用多刚体与有限元结合的动力学仿真方法,本文研究了轿车脚舱设计参数对驾驶员在前碰撞中下肢损伤的影响。仿真结果表明:加速度场的改变对下肢损伤有非常大的影响;佩戴安全带对降低下肢损伤风险有显著的作用;膝垫采用较低刚度的材料可以较好地降低大腿,膝部以及胫骨的受力和损伤;右脚放在刹车踏板上会使得右脚损伤风险明显加大;车体前部碰撞变形产生的脚舱侵入量对人体下肢的损伤会产生一定的影响。本文还研究了前碰撞中针对驾驶员下肢损伤的相关防护措施,包括安装膝部气囊和脚部气囊以及其它一些方法,这些防护措施对于降低下肢损伤风险有显著的效果。以上主要采用了计算机仿真研究方法。这种方法有效地研究了脚舱设计参数对驾驶员在前碰撞中下肢损伤的影响,并研究提出了有效的下肢损伤防护措施。这些研究结果将对国内的乘员损伤研究和损伤防护技术的开发起到一定的作用。