随着全球经济的发展,汽车销量逐年攀升,汽车保有量也在逐步增加,随之而来的道路交通安全问题也日益严重,其中行人头部与发动机罩之间的碰撞极易对行人造成致命伤害。为了减轻行人在与汽车发动机罩发生碰撞时头部受伤害的程度,本文通过试验与仿真结合的方式,探究了结构参数对复合材料蜂窝夹层板在低速冲击下力学性能的影响,进而设计了一种碳纤维树脂基复合材料(CFRP)蒙皮-铝蜂窝夹层结构汽车发动机罩,探求了具有最佳头部保护效果的结构参数设计方案。首先,本文进行了低速冲击载荷下蜂窝芯单元尺寸对夹层板冲击性能影响的试验探究,并基于三维Hashin失效准则、渐进损伤模型和内聚力模型,在有限元仿真软件ABAQUS中建立了精细化的CFRP蒙皮-铝蜂窝夹层板低速冲击有限元模型。根据试验结果验证了所建仿真模型具有良好的准确性,进而基于该模型探究了蜂窝芯高度、蜂窝芯铝箔厚度和蒙皮厚度等对于蜂窝夹层板低速冲击力学性能的影响。其次,基于GB/T 24550-2009《汽车对行人的碰撞保护》法规,搭建了儿童行人头部冲击模型,进而建立了儿童行人头部冲击某型汽车发动机罩的仿真模型,发现在发生交通事故时,原车钢制发动机罩对行人头部未能起到良好的保护作用。最后,建立了复合材料蜂窝夹层结构发动机罩有限元模型,采用L9(3~4)正交试验设计的方法,进行了四因素三水平的仿真探究,根据结果对比发现了对行人头部保护效果较好的设计方案,结果表明所设计的新型发动机罩具有良好的行人头部保护性能,头型冲击器在各冲击点的损伤值均低于国标阈值,且其轻量化效果显著,新型蜂窝发动机罩的质量仅为原车发动机罩的25.02%。本文的研究结果表明,复合材料蜂窝夹层结构发动机罩可在与行人发生交通事故时,有效地吸收冲击能量,保护行人头部,降低人身伤害,具有很好的工程应用潜力。