当前,道路交通事故中行人等弱势道路使用者的高伤亡比例促使汽车的行人保护性能逐渐得到人们的重视,各国和地区相继开展了汽车行人保护的研究和立法工作。无论是执行行人保护法规实施安全性评价测试,还是进行风挡玻璃的分析研究,都亟需开发相应的试验设备。尽管汽车前挡玻璃冲击破坏性能的研究,在汽车被动安全设计领域具有非常重要的理论和工程意义,然而由于汽车前挡玻璃具有脆性破坏的特点,以至于即便在CAE技术广泛应用于汽车被动安全设计领域的今天,仍然还没有一个能被广泛认可的数值计算方法仿真分析前挡玻璃的冲击破坏性能。因此本论文主要研究两方面内容:一方面是对行人头部模块发射装置的设计研究;另一方面是关于汽车前挡玻璃的冲击破坏仿真研究。在实验装置设计研究方面:本文在调研各国汽车行人保护安全法规的基础上,基于Euro-NCAP和J-NCAP中行人头部模块冲击试验标准,设计了一套用以满足实验室研究的试验装置。装置的设计吸收了国内外的现有产品的设计方案,同时综合考虑适用场合和制造成本等因素。设计方法使用计算机辅助设计软件,对试验装置进行了结构设计、装配及干涉检查,设计计算过程严格遵守机械设计相关规定。设计中,对装置中重要的机械零部件进行了必要的强度校核;对受力复杂且尺寸不规则的重要零件采用有限元分析软件LS-DYNA进行静力学分析;同时,使用AMESim软件建立了整个装置的物理模型,进行动力学仿真以检验装置的技术指标。检验结果表明,本文设计的行人头部模块发射装置满足设计条件,装置的技术指标满足现行汽车保护法规中行人头部冲击试验规定的要求。该装置具有结构紧凑、成本低廉、维护方便等优点。在前挡玻璃冲击破坏仿真研究方面:在对现有前挡夹层玻璃的冲击破坏现象仿真分析方法充分调研的基础上,提出采用三层体单元构建前挡玻璃有限元模型的方案。有限元仿真分析结果与实验的一致性,说明了前挡玻璃有限元模型的正确性,为行人保护仿真评价、前挡玻璃力学性能和结构特点的研究提供了有益的参考。