汽车正面乘员约束系统能有效地减轻乘员在汽车正面碰撞过程中的伤害，其参数选取合理，则乘员伤害小，反之，乘员伤害大。传统的汽车乘员约束系统参数设计方法是试验法。单纯使用试验的方式，不断重复约束系统样件试制、试验测试、保护效果评价、再试制、再测试、再评价的过程，浪费时间且增加开发成本。现阶段多采用计算机虚拟仿真分析辅助实际试验的约束系统开发方式。然而，约束系统性能本身具有高噪声，随机性的特点。单纯依靠计算机虚拟分析和实际试验反复“试错”的开发方式缺少对于约束系统本身内部物理原理的认知，无法实现性能控制下的约束系统快速设计。本文利用单自由度“乘员-车体”模型研究了乘员约束系统刚度、7idedown效率和乘员伤害之间的关系，定性地给出了“尽量增大碰撞前期乘员约束系统的刚度，减小后期乘员约束系统的约束能力，充分利用车内乘员生存空间。”的设计原则。但是，单自由度模型将所有乘员约束系统简化为一段弹簧模型，过分简化使得该模型的关键参数等效弹簧刚度与具体的约束子系统参数相距甚远，使得该模型的应用大大受限。本文利用动量定理及理想气体状态方程等基本物理原理，建立了安全气囊解析模型，描述出安全气囊主要设计参数和冲击块响应之间的关系。再利用安全气囊解析模型，对单自由度模型进行改进。将原模型中的约束系统等效弹簧模型拆分成安全带等效弹簧模型和安全气囊等效弹簧模型。安全带等效弹簧刚度和安全带织带刚度、限力值、预紧量相关，安全气囊等效弹簧刚度和安全气囊体积、充气量、泄气孔直径相关。编写改进后的单自由度模型的迭代求解程序并验证其有效性。结合某国产小型乘用车正面乘员约束系统的开发工作，应用改进的单自由度模型进行概念设计阶段的理论分析，快速匹配出安全带和安全气囊的主要设计参数，减少了后续计算机虚拟仿真分析阶段的工作量。经台车试验的验证，优化出的乘员约束系统参数组合方案符合既定的开发目标。本文通过建立的安全气囊解析模型，对已有的单自由模型进行改进设计。改进后的单自由度模型用于指导约束系统概念设计，快速获得安全带和安全气囊等两个主要约束子系统的待优化参数初始值，在初始值的基础上再进行详细的计算机虚拟分析，减少反复修正参数的过程，使得乘员约束系统整体的设计开发过程理性且高效。