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随着我国经济的快速增长,汽车保有量和城市人口数量也呈现不断上升的趋势,由此带来的道路交通异常拥挤和人车混杂等不良交通秩序问题,都极大的增加了行人-汽车碰撞交通事故的发生概率。行人与汽车发生碰撞时,行人腿部与汽车前部结构直接接触,腿部承担的损伤风险极高。我国将在2018年7月正式实施的《C-NCAP管理规则(2018版)》中首次加入基于柔性腿型的行人下肢保护试验及评分。因此,针对汽车前部结构开展基于柔性腿模型的行人碰撞安全研究具有理论意义和现实价值。论文对比了FLEX-PLI柔性腿模型和TRL-LFI刚性腿型的基本结构和规则要求,并在Hypermesh软件中分别建立了某轿车基于两种不同腿型的汽车-行人腿部碰撞有限元模型,利用LS DYNA软件计算求解。通过对比基于刚性腿模型的有限元仿真和试验的结果,验证了汽车前部模型的准确性。分析仿真结果可知,该车基于刚性腿模型的胫骨加速度及膝关节弯曲角不满足GTR9法规要求,基于柔性腿模型的膝部内侧副韧带伸长量不满足C-NCAP(2018)规则要求,需要对其进行相应的优化改进。在该车前部结构中引入泡沫吸能结构,基于刚性腿模型,对比4种不同截面形状泡沫结构对行人腿部保护性能的改善效果,结果表明,添加E形截面的泡沫能有效改善该车行人保护性能。引入刚性腿模型的综合伤害指数MSE,并以其最小为目标进行优化,得到了满足GTR9法规的最优E形截面参数。由吸能空间预估算法说明在吸能空间充足情况下,泡沫吸能结构能够有效降低刚性腿模型的胫骨加速度。在基于刚性腿模型分析的基础上,分析4种截面泡沫对基于柔性腿模型的行人保护性能改善效果。结果表明无论是E型还是回形截面泡沫,由于吸能量有限且不利于调整碰撞过程中的腿型运动姿态,都无法使腿型的伤害值满足CNCAP(2018)规则要求。为改善膝部泡沫吸能结构在调整柔性腿模型运动姿态方面的不足,在该车前部结构中引入腿部下端支撑结构。基于柔性腿模型,在Hyperstudy软件中以支撑板厚度和伸长量为设计变量,进行基于响应面的多目标遗传优化,获得行人保护性能最优的支撑板结构参数。对比原车,该车行人腿部保护性能得到明显提高,柔性腿模型的7个伤害指标都满足C-NCAP(2018)规则要求。