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近年来,由于我国机动车及私家车保有量的迅猛增长,各类交通事故的发生量仍在不断上升,而对于交通事故中儿童乘员的损伤研究却不够深入,大多对儿童的碰撞安全研究都是在正面和后面碰撞工况中,但侧面碰撞在交通事故中的占比同样较大。又因为儿童头部质量大、颈部柔软的生理特征,即使采用了儿童约束系统,在侧面碰撞中也可能产生较大的损伤。本文根据C-NCAP中垂直侧面碰撞工况的边界条件,与侧面碰撞交通事故统计的碰撞形式相结合,采用了30°、60°和90°三种不同角度的碰撞工况,侧面碰撞点与C-NCAP中一致,为车辆的R点向后移250mm;三种碰撞工况中,分别选用了 ISOFIX固定的CRS A和车载三点式安全带固定的CRS B两款不同的儿童约束座椅进行仿真测试;选用的儿童乘员模型包括了 Q3儿童假人模型和THUMS 3YO儿童有限元模型。基于以上基础模型构建的整体侧面碰撞模型,本文首先用Q3儿童假人研究了儿童乘员在三种不同角度的侧面碰撞中头部和颈部的损伤情况,再用THUMS 3YO儿童有限元模型对儿童头颈部的损伤特点作出详细的分析,最后通过增加了儿童颈部充气式气囊来改进儿童安全座椅的结构,并探究该保护措施的有效性。研究结果发现,在不同角度的碰撞时,同一款CRS的保护效果存在着一定的差异;在相同角度的碰撞时,两款不同固定类型的CRS也表现出不同的保护效果。当碰撞角度较小时,儿童头部加速度及颈部受力均较小,当碰撞角度增大时,头部和胸部加速度及颈部受力均增加,在碰撞角度为60°时,CRS B中的儿童乘员头部与车门发生碰撞,导致损伤风险增加;对于不同类型的CRS来说,由于三点式安全带存在一定的松弛量,在碰撞过程中,颈部受力相对于ISOFIX类型的CRS较小。改进后的两款CRS,在30°和60°碰撞角度时,其保护效果较明显,头颈部各项损伤值均低于损伤容限,而在90°碰撞角度时,儿童乘员颈部的轴向拉力增加较大,导致该问题的原因,可能是颈部气囊的结构与CRS的头枕和骨架不匹配,也可能与颈部气囊内的气体量有较大的关系,需要对其进一步研究。在研究过程中,也对儿童乘员的胸部损伤作出了简略的分析,研究表明,与相同边界条件的正面碰撞工况相比,儿童乘员的胸部加速度相对较高,远远超出了法规中所规定的胸部损伤值,主要原因是在碰撞过程中,儿童会与CRS的侧面形成冲击,对儿童胸部产生较大的影响,对此也需进行更深层次的研究。