随着汽车保有量逐年增长,儿童乘车也愈加频繁,儿童乘车安全性越来越受关注。目前关于儿童约束系统的研究主要集中于儿童安全座椅自身的参数优化,对儿童约束系统前部防护是否完善研究较少。研究得出儿童的头部与前排座椅接触,是造成儿童乘员严重受伤的一个重要原因。在儿童乘车出行愈加频繁的情况下,对儿童约束系统的保护效果要求更加全面,保护效率要求更高。应确保在儿童正确使用儿童约束系统时,不再受到车辆内饰伤害。为了提高儿童的乘车安全性,完善儿童约束系统的保护效果,开展儿童约束系统前部防护的研究具有重要意义。本文基于有限元理论,运用多刚体动力学模块MADYMO搭建了儿童约束系统仿真模型和五点式儿童座椅安全带,对该模型进行了试验验证。并在此基础上于驾驶员座椅后方搭建安全气囊。分析儿童约束系统在有无安全气囊时对儿童的保护效果差异性。选取儿童安全座椅和安全气囊的相关参数,运用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对相关参数进行优化研究。基于儿童约束系统前部防护较不完善,本文主要研究内容如下:(1)搭建儿童安全座椅模型,并在偏置碰撞条件下通过台车试验验证。通过仿真分析安全带的长度,安全带与假人的摩擦系数,儿童安全座椅与后排座椅的摩擦系数。对参数在可行性范围内进行正交试验设计,对比WIC值的大小确定儿童安全带对儿童保护效果的好坏,筛选出对儿童安全影响较大的参数做后续优化。(2)在驾驶员座椅后侧头枕下方搭建安全气囊,分析儿童安全气囊放置位置,排气孔面积以及气体质量流率。对选取参数在可行性范围内进行正交试验设计。对比WIC值的大小确定安全气囊对儿童保护效果的好坏,筛选出对儿童安全影响较大的参数做后续优化。(3)同时考虑儿童安全座椅与儿童安全气囊对儿童的影响时,基于对儿童影响效果大小,筛选出儿童安全带长度、儿童安全带的摩擦因数、安全气囊的气囊安装位置、气囊排气口直径、气囊气体质量流率五个对儿童假人损伤影响较大的参数。以儿童头部加速度与胸部加速度为优化目标,运用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法进行优化分析。本文利用台车试验标定了仿真模型的正确性,在确定仿真模型正确性的基础上在驾驶员座椅后方搭建安全气囊。结果可使儿童约束系统前部防护得到改善,并可降低儿童头部加速度,减小儿童胸部加速度波动频率。本文研究结果对提高儿童乘车安全性具有一定参考价值。