近年来,新型单兵装备与新型防弹头盔的应用减少了颅脑穿透的发生率及死亡率,但是高速高能子弹、爆炸碎片冲击防弹头盔产生的后钝挫伤的问题越来越突出,并由此产生的颅脑损伤导致士兵作战能力下降等问题也日益增多。因此,理解防护装甲后钝挫伤的致伤机理及加强对头部损伤的防护是目前急需解决的重要科学与工程问题。但对于它的研究,由于伦理学限制无法利用活人来进行实验,只能通过尸体头颅实验、动物实验、假人实验及有限元仿真方法进行研究,其中属有限元仿真方法经济性较好,可重复性较强。本文基于防弹头盔和某50百分位中国成人男性志愿者的CT以及MRI扫描数据,分别建立了防弹头盔和具有详细人体头部解剖结构的颅脑有限元模型。主要运用ICEM和Hypermesh软件对防弹头盔和头部几何模型进行网格划分,其中头部模型描述了头皮、硬骨组织、脑组织与软组织四个部分。头部模型共包含95997个节点,以及120818个六面体单元,模型总质量约为4.2Kg,同时整个模型均采用共节点连接方式。而防弹头盔有限元模型包含美军ACH中号头盔和国产大号头盔两类,两类模型分别含有329216个单元,392992个单元。颅脑有限元模型和防弹头盔模型的材料属性均采用已发表的国内外相关文献资料。为了验证防弹头盔和颅脑模型的有效性,本文基于B T.Long、C.Y.Tham正面/侧面碰撞头盔原型弹道测试实验数据对头盔模型的有效性进行验证。同时还基于Nahum颅内压实验、Yoganandan颅骨骨折实验及其头部侧面跌落等三种实验数据对颅脑有限元模型的有效性进行了验证。仿真结果表明所建立的防弹头盔模型和颅脑有限元模型稳定性较好,可应用于后续头盔防护性能仿真研究。最后运用该防弹头盔模型进行子弹冲击防弹头盔动力学响应仿真,通过对比分析头盔四个位置的背面变形量大小,从而对头盔的优化设计提供有意义的参考意见。接着基于Claude Sarron保护板下尸体头骨实验仿真数据运用颅脑模型结合头盔模型进行头盔防护性能仿真研究,通过对比分析有无泡沫情况下颅脑损伤生物力学参数以及头部的HIC值对头盔的防护性能做出具体的评价。结果表明,等速度冲击下颅脑损伤程度随着头盔与头部间距的增大而减小,同时头盔内饰衬垫物对于降低颅脑损伤起着很重要的作用。最终本研究证明在有泡沫情况下,当头盔与头部的间距大于12mm时能够防止颅骨骨折。