自行车作为一种便捷、经济的交通工具,是人们出行的重要方式,近两年伴随着共享单车的井喷式发展,截至2017年底我国共享单车已经覆盖超过200个城市,投放量超过2500万辆。大规模使用自行车,如今衍生出一系列的自行车交通安全问题,特别是汽车与自行车碰撞的交通事故频发。相比汽车,自行车稳定性较差,且缺乏有效的防护装置,在事故中更容易造成人员伤亡,其中骑车人头部损伤占身体各部位损伤总数比重最大,而且是造成死亡的主要原因,因此开展骑车人头部损伤的研究非常有必要。本文主要研究汽车-自行车碰撞事故中骑车人的颅脑损伤机制,探究汽车挡风玻璃角度的改变和不同头部碰撞速度对骑车人头部损伤风险的影响。首先,介绍交通事故深度调查体系;其次,概括了人体头部的损伤机理、损伤分级、耐受极限以及评价准则,并基于中国50百分位人体尺寸建立了头部生物力学有限元模型并进行了验证;再次,基于交通事故深度调查,选取1例有视频图像的汽车-自行车碰撞事故,利用PC-Crash对其进行多刚体仿真事故重建,通过汽车、自行车和骑车人的最终位置以及骑车人在碰撞过程中的运动姿态,再现了汽车与骑车人碰撞的运动学响应过程,与实际事故作比较,仿真结果具有良好的一致性,验证了仿真方法和模型的可靠性,并计算骑车人头部与挡风玻璃碰撞的初始速度;最后,采用Hyperworks软件建立头部碰撞挡风玻璃的简化有限元模型,并利用LS-DYNA求解器计算得到仿真结果,通过头部碰撞接触力、加速度峰值、HIC值以及颅脑内的压力分布对损伤进行了评价。研究表明,建立的碰撞仿真有限元模型能够有效再现事故过程中的挡风玻璃破损裂纹,由于HIC值远小于头部耐受极限值1000,同时颅脑内压应力分布也在极限范围内,这说明头部与挡风玻璃碰撞的过程中头部并未受到明显的致命损伤,从而可以判断出造成骑行人死亡的原因是由于头部与地面的二次碰撞所致。挡风玻璃安装角度的变化以及头部碰撞速度的改变对骑车人头部损伤风险有显著的影响,减小挡风玻璃安装角度以及头部碰撞速度超过40km/h会使骑车人的头部损伤风险增大。本文的研究一方面可以为汽车被动安全改进工作提供数据支持和技术借鉴,另一方面可以为交通安全部门提供事故预防和再现的参考依据。