近几年,随着道路交通事故的增多,行人保护逐渐成为汽车被动安全领域的重点研究对象。在汽车碰撞事故中,腿部是人体最容易受伤的部位之一其损伤主要是由保险杠撞击造成的,因此保险杠的研究工作对提高汽车的行人保护性能具有重要的意义。本文采用计算机仿真的方法对汽车保险杠的小腿保护性能进行了研究。首先,从生物力学的角度,分析了交通事故中行人腿部各关键部位的损伤机理。根据EEVC行人保护法规,建立了小腿冲击器的有限元模型,通过静态弯曲试验、静态剪切试验和动态冲击试验的验证,冲击器模型的各项力学性能均达到了法规的要求。其次,在小腿冲击器有限元模型的基础上,建立了可代替汽车前部结构的简易模型。通过正交试验分析了保险杠高度、宽度、前伸量及发动机罩前缘高度等对行人的膝关节最大弯曲角度、最大剪切位移和胫骨最大加速度的影响趋势和差异性,为保险杠的设计工作提供了依据。最后,以某款车的保险杠为研究对象,针对保险杠的行人保护性能存在的问题,提出了改进措施,研究了蒙皮材料的力学参数、吸能块的结构和材料对行人小腿损伤的影响,并在原始模型的基础上增设了副保险杠,减小了碰撞过程中膝关节的弯曲变形。同时对保险杠原始模型进行综合改进,并通过仿真计算,验证了改进方案的合理性和可行性,改善了保险杠的吸能特性,减小了行人小腿的损伤。