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本文从提高驾驶员安全性的角度出发,采用有限元仿真与多刚体动力学MADYMO软件仿真相结合的方法,研究了侧翻工况下坐骑式割草机翻滚保护装置（Roll-Over Protective Structures,简称为ROPS）的吸能特性,最终达到了降低驾驶员损伤的目的。首先,本文进行了坐骑式割草机在15°坡道上的侧翻有限元仿真,得出其与斜坡第一次碰撞时的冲击载荷及质心运动轨迹,进行了实车翻滚试验以验证有限元仿真模型的有效性。利用多刚体动力学MADYMO模型进行驾驶员侧翻过程仿真,结果表明侧翻过程中ROPS与坡道均未侵入安全生存空间（Deformation Limiting Volume简称DLV）,侧翻过程中驾驶员使用两点式安全带时颈部受到了致命伤害,使用三点式安全带时未受到致命伤害。其次,由于坐骑式割草机侧翻工况下碰撞产生巨大的冲击动能转化为ROPS内能,ROPS吸收的冲击能量越多,驾驶员的伤害越小。通过三水平四因素正交试验对坐骑式割草机各工况侧翻下的ROPS最大内能分析,得出使ROPS内能达到最大时的组合是Q235钢的厚度2mm、坡道坡度36°、坡道与轮胎摩擦系数为0.7。而通过对ROPS最大变形量的分析,得出侧翻坡度越小越有利于ROPS的变形,从而将ROPS内能通过变形转化为其它能量耗散。即在坡度最大36°时最不利于ROPS内能转化耗散。坡度为36°时冲击动能转化成的ROPS内能最大而ROPS内能转化耗散最少。因此以坡道坡度为36°、Q235钢厚度为2mm、坡度与轮胎摩擦系数为0.7为危险工况,研究坐骑式割草机的侧翻。最后,为了提高ROPS的吸能特性,针对薄壁管结构轴向及纵向吸能特性进行了分析,选取四腔铝合金Cell-4的薄壁管作为ROPS的吸能结构组成元件。对ROPS的吸能结构进行设计,在危险工况下对ROPS改进前后的坐骑式割草机侧翻特性进行了有限元仿真计算,仿真结果表明ROPS吸收的能量是改进前的6.4倍,改进后的坐骑式割草机未发生整机翻滚。在危险工况下对ROPS改进前后的坐骑式割草机侧翻进行了MADYMO多刚体仿真计算,仿真结果表明ROPS改进后,驾驶员头部评价指标HIC36值减少为原来的27.3%,头部评价指标3ms加速度减少为原来的47.84%,即ROPS增加吸能结构显著降低了驾驶员头部损伤。颈部的弯曲力矩减少为原来的32.64%,颈部轴向压力减少为原来的43.63%,颈部轴向拉力减少为原来的89.81%,说明ROPS吸能结构有效降低了驾驶员所受颈部轴向压力和弯曲力矩的伤害。