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儿童安全座椅能够有效保护碰撞过程中的儿童乘员。近年来伴随着汽车产业的繁荣，导致了交通事故的多发，据调查研究表明，交通事故已经成为儿童死亡的第二大原因，因此为了有效的降低儿童乘员在事故中的伤亡率，必须合理的设计和使用儿童安全座椅。保护儿童乘车安全一直是汽车被动安全研究中的一个重要的课题。本论文首先介绍了碰撞过程中儿童损伤的机理，然后对比分析了ECE-R44和FMVSS213儿童约束系统法规的相关内容。中国的机动车儿童乘员约束系统法规基本上采用ECE-R44法规，因此本论文使用ECE-R44作为需达标的法规要求。在清华大学碰撞试验室之前做过的儿童安全座椅试验基础上，本论文研究发现座椅靠背撕裂，安全带脱落与带扣开启力不合格是导致各项实验数据不合格的主要原因。因此，在后续设计的整体组合式儿童安全座椅时如何合理设计座椅靠背结构，确保安全带与座椅连接处加固合理，减小应力集中，以防止局部撕裂，同时保证带扣开启力合格是设计之关键。设计的儿童安全座椅应符合欧洲ECE-R44儿童汽车安全座椅标准要求，并适用于适合9-36kg、9个月-12岁的儿童。设计开发过程中，本论文首先选取某款未达标儿童座椅作为研究对象，然后建立其CAE仿真模型，在MADYMO环境下进行模拟仿真台车正面碰撞试验，并与实际碰撞试验结果对比，包括运动姿态对标和假人伤害数据对标，充分证明了该CAE仿真模型的有效性。其次对其局部结构进行优化设计改进，包括成人安全带定位装置的设计，凸台卡扣设计，座椅靠背边沿部件的加厚以及靠背与底座连接处的加强等，最终使其达到了ECE-R44法规的基本要求。在上述基础上，又对达标后的该款儿童座椅再次进行整体改进，先通过正交试验得到一组仿真数据并对其进行极差分析，得到结构参数对假人伤害值的影响。然后建立对数模型进行多目标优化设计，利用NSGA-Ⅱ算法求得其pareto最优解，从而使之表现出更加良好的碰撞保护效果。综上，上述研究方法对儿童座椅的设计开发、优化改进具有指导意义。