随着智能化技术和电子技术在汽车安全技术领域的不断进步,汽车安全技术逐渐进入新的阶段。主动安全和被动安全逐步融合,预碰撞安全系统逐渐得到重视并在汽车安全技术中广泛应用。预碰撞安全系统应用主动安全的研究成果,对车辆即将发生的碰撞事故预先做出判断,车体发生碰撞事故时安全气囊提前起爆能够提高对乘员的保护性能。目前,国内有关预触发安全气囊对驾驶员保护效果的研究相对较少。因此,本文主要针对100%正面碰撞和40%偏置正面碰撞工况中预触发安全气囊的最佳起爆时间以及预触发安全气囊对驾驶员损伤防护性能的影响开展了系统的探究,主要研究内容如下:首先,本文依据某车型建立正面碰撞乘员约束系统MADYMO仿真模型,根据实车碰撞试验所得试验数据,对乘员约束系统模型的假人姿态与损伤曲线进行对标。仿真模型验证结果表明:假人姿态响应与试验结果相符,且各部位的加速度和力信号曲线的起始时刻、峰值时刻、峰值大小、形状及脉宽等吻合较好,与试验数据误差在允许范围内。乘员约束系统模型可用于后续的仿真研究。其次,本文针对乘员约束系统中安全气囊和安全带的主要参数开展灵敏度分析,确定对假人损伤影响较大的参数进行后续分析与优化。分析了安全气囊参数对驾驶员头部损伤指标、胸部压缩量及加权损伤指标的影响。分析结果表明:气体质量流率、气囊体积缩放系数、排气孔大小、气囊起爆时间及安全带限力值对假人损伤影响较大。在两种正面碰撞工况下,随着气体质量流率增大、排气孔面积减小,假人头部损伤指标与加权损伤指标减小,胸部压缩量增大。体积缩放系数对于假人各部位损伤变化规律不明显。随着安全气囊起爆时间提前,假人头部损伤指标与加权损伤指标均呈现先减小后增大的趋势,胸部压缩量减小。最后,本文针对正面碰撞工况采用安全气囊单独优化以及安全气囊和安全带同时优化的方案进行优化设计。优化结果表明:气体质量流率和气囊体积缩放系数增大,排气孔面积减小,安全气囊预触发,能够减小假人的加权损伤指标。安全带限力值减小,缓解了假人胸部作用力,使得胸部压缩量减小。预触发安全气囊与安全带各参数的良好匹配,能够显著增强驾驶员的损伤防护性能。