由于在载人电动二轮车和汽车碰撞中骑车人以及儿童乘员头部受到损伤是其死亡的主要原因。因此,通过分析载人电动二轮车-汽车碰撞过程中骑车人和儿童乘员的动力学响应以及生物力学损伤,对骑车人和儿童乘员安全防护非常关键。首先基于课题组现有的头部三维模型建模资料完成了头部有限元模型的构建,并利用Nahum尸体实验对头部有限元模型各组织的材料属性及材料参数进行研究,由于头部有限元模型各组织材料属性及材料参数变化展开了探讨,因为头部有限元模型各组织材料属性及材料参数对头部有限元仿真结果精度影响较大,从而探讨了头部有限元模型的各组织材料参数变化对头部碰撞侧及碰撞对侧压力的影响作用。通过以脑、脑脊液、密质骨、松质骨、面骨以及皮肤的材料参数为实验因子设计正交实验,根据正交实验结果,得到头部有限元模型各组织的最优参数组合,同时分析各实验因子对因为撞击而引起的碰撞侧压力作用的灵敏度,进一步建立精细化头部有限元模型。其次基于山东省某一路段发生的真实汽车和电动二轮车碰撞的交通事故,重建该交通事故的碰撞仿真模型,对汽车、电动二轮车及电动二轮车骑车人进行多刚体建模,得到汽车-电动二轮车的碰撞仿真模型,主要通过汽车碰撞前的速度、落地后的骑车人位置与汽车左后轮之间的距离、骑车人在碰撞过程中的姿势以及骑车人与汽车的主要碰撞点与该路段监控视频中的汽车和电动二轮车碰撞过程进行对比,结果显示该碰撞仿真模型的结果和真实交通事故的吻合度较高,验证了该碰撞仿真模型的可靠性。然后通过汽车和电动二轮车碰撞模型进行仿真,得到电动二轮车骑车人的运动学响应,进一步得到骑车人的头部旋转加速度。利用LS-DYNA软件将骑车人在碰撞过程中的头部旋转加速度作为精细化头部有限元模型的载荷输入,通过分析骑车人的脑组织等效应力和脑组织压力变化,研究汽车车速、碰撞位置、骑车人应急姿态、电动二轮车座椅高度变化对骑车人的头部损伤的影响。进一步分析了骑车人头部平移加速度变化与骑车人头部旋转加速度变化对骑车人的脑组织等效应力和脑组织压力影响。最后基于汽车和电动二轮车碰撞的仿真模型建立载人电动二轮车-汽车碰撞多刚体模型,通过MADYMO软件调用六岁儿童的多刚体模型,研究分析了汽车速度、碰撞角度、碰撞位置以及儿童乘员姿势在碰撞模型仿真中对儿童乘员的运动学响应影响,并进一步分析以上影响因素对儿童乘员的头部损伤的影响。研究结果对电动二轮车骑车人的头部以及儿童乘员损伤防护具有重要意义,同时为汽车安全性设计起到了一定的指导作用。