全球交通事故数据表明,翻滚碰撞虽然发生概率较低,但造成的人员死亡比例相比其他碰撞形式要高得多。因此,为了减少在翻滚碰撞中的人员伤亡,有必要对翻滚碰撞的安全性进行深入研究。翻滚碰撞较其他碰撞形式要复杂,而且难以复现,准静态的车顶抗压试验难以反映动态翻滚特性。而乔丹翻滚试验作为一种重复性较好的试验方法,可以很好地研究翻滚碰撞的安全性。由于碰撞试验费用成本大且周期长,目前国内还没有可以进行乔丹翻滚试验的硬件条件,因此选择有限元建模进行较高精度的模拟仿真,是进行翻滚事故的研究和乘员保护的一种有效方法和手段。为此本文根据乔丹翻滚试验程序提供了一种有效地进行乔丹翻滚试验有限元建模的方法。具体展开的工作如下:1、基于美国国家碰撞分析中心提供的2010款丰田Yaris有限元模型,并根据弗吉尼亚大学进行该车型的乔丹翻滚碰撞试验参数,搭建了完整的乔丹翻滚碰撞有限元模型。并通过一定的简化处理,使得模型计算效率得以提升,并且使得模型与试验结果保持了很好的一致性,从而保证了该模型的精度。2、基于对标完成的乔丹翻滚碰撞有限元模型,在驾驶员侧加入了 THUMS人体有限元模型进行人体损伤分析。这也是在国内首次运用THUMS人体模型进行动态翻滚特性的研究。结果表明在动态翻滚中,人体头部容易受到损伤,并且头部的主要损伤源是由于头部与车顶的硬接触导致;颈部虽在此初始碰撞参数下发生损伤可能性不大,但发现主要损伤源与车顶的压溃和运动的剧烈程度相关;胸部则是肋骨骨折和肺部挫伤。3、对翻滚碰撞中乘员佩戴安全带及未佩戴安全两种情况下的动态响应及伤害进行了对比分析。结果表明安全带可以很好的约束翻滚碰撞中乘员的纵向及侧向运动,从而减小乘员被甩出车外的风险,安全带可以有效减少翻滚碰撞中乘员头部及胸部的损伤。4、为了分析车顶强度在翻滚碰撞中对乘员的影响,对丰田Yaris进行了车顶抗压分析,并对车顶进行一定的弱化处理,得到了三个抗压等级不同的车身。分析了三个车身在翻滚碰撞中对乘员的保护情况。结果表明,车顶抗压较强的车身,对乘员颈部保护的效果较好,但同时也可能对头部造成的伤害越大。