随着汽车保有量的不断攀升,全球范围内的交通事故数量也在不断增加,道路交通事故成为了 5-29岁儿童和青年死亡的最主要原因。在乘用车发生的交通事故中,正面碰撞事故是最常见的碰撞形式,其中正面碰撞又以偏置碰撞为主。对汽车偏置碰撞中儿童乘员的损伤展开研究,并对约束系统提出相应的优化建议对于提高儿童乘员的乘车安全有着重要意义。本文选取了三款与六岁儿童乘员体型相适应的儿童约束系统,分别是传统型儿童约束系统(CRSA)、有靠背的增高垫型儿童约束系统(CRSB)和无靠背的增高垫型儿童约束系统(CRS C)。根据C-NCAP、Euro-NCAP和ⅡHS的测试要求分别建立了 100%、40%和25%重叠率的汽车正面碰撞模型,使用Hybrid Ⅲ6YO模型研究了不同重叠率和不同类型儿童约束系统之间乘员运动学响应的差异性,使用THUMS 6YO模型研究了汽车小偏置碰撞中乘员头部和胸部的损伤风险,最后针对乘员的损伤情况对汽车约束系统进行了相应的优化。研究结果表明在汽车不同重叠率碰撞中乘员的运动学响应有着明显的差异,重叠率越小乘员向车门侧的移动幅度越大,在25%重叠率的碰撞中Hybrid Ⅲ6YO乘员头部、手臂等身体部位和车门及附近的内部结构发生撞击,且头颈部的损伤参数值较大。在不同类型的儿童约束系统约束下的乘员的运动学响应也有所差异,CRS A、CRS B和CRS C对Hybrid Ⅲ 6YO乘员的约束较好,在碰撞过程中乘员均在儿童约束系统范围内,头部损伤值较大,其中有靠背的增高垫型儿童约束系统对乘员的保护性能要优于无靠背的增高垫型儿童约束系统。在使用THUMS 6YO人体有限元模型研究小偏置碰撞中乘员的头部和胸部的损伤风险时,由于THUMS模型和Hybrid Ⅲ模型之间结构和材料的差异性,THUMS 6YO头部和汽车内部结构发生轻微撞击或未发生撞击,头部损伤风险较低,但是肋骨骨折、心脏和肺部挫伤的风险很高。CRS C约束下的THUMS 6YO乘员在碰撞过程中出现下潜现象。汽车约束系统的优化结果表明,装有限力器的安全带能够有效降低乘员肋骨骨折、心脏和肺部挫伤的风险,头部脑组织的损伤风险会有所增加,但损伤值未超过耐受限度;充气式安全带能够降低乘员头部、肋骨、心脏和肺部的损伤风险,但是效果不明显。