随着汽车产业的高速发展,道路交通事故已经成为了人类伤亡最重要的原因之一。大量事故统计数据已经表明,相比于正常体型的中年男性乘员,老龄和肥胖乘员在车辆碰撞事故中往往有更高的损伤风险。随着人口老龄化和肥胖率的增加,这类弱势人群在交通事故中的死伤人数会进一步增加。目前许多先进的安全技术不断地应用于车辆乘员约束系统,旨在提高乘员的碰撞安全性,但是这类约束系统大多是针对正常体型的中年男性乘员开发的,无法对多样化人体体型特征的乘员提供有效地保护。目前国内外也十分缺乏人体损伤评价工具来研究老龄和肥胖乘员的碰撞损伤。基于以上问题,本文主要针对特定体型人体有限元模型开发以及在碰撞安全中的应用展开研究。通过研究径向基插值函数和标志点选择方法,提出一种面向特定体型特征人体有限元建模的高效网格变形技术。以正常体型老年女性人体有限元模型CHARM-70F为基准模型,利用高效的网格变形技术快速得到不同肥胖特征的老年女性人体有限元模型,并结合尸体试验数据对不同肥胖特征的老年女性人体有限元模型进行验证。建立不同肥胖特征的老年女性人体正面碰撞仿真模型,对比分析不同体型特征乘员碰撞损伤,探讨肥胖对老年女性乘员碰撞损伤的影响。基于优化设计方法,针对特定体型特征的乘员开发出对应设计参数的乘员约束系统。最终形成一套集人体有限元模型开发技术、人体模型验证方法、人体碰撞损伤分析方法和乘员约束系统优化设计方法为一体的特定体型特征乘员碰撞安全保护系统,为多样化人体体型特征的乘员保护提供依据。研究结果表明,本文所提出的网格变形技术能够快速地开发特定体型特征人体有限元模型。通过对建立的人体有限元模型进行胸部冲击、腹部冲击、肩部冲击和盆骨冲击等局部试验仿真,能够验证特定体型特征人体有限元模型的有效性。通过分析特定体型特征乘员人体头部、颈部、胸部、下肢以及综合损伤风险,可以得出,相比于正常体型的人体,偏瘦体型、微胖体型和肥胖体型的老年女性人体在碰撞过程中具有更高的综合损伤风险。通过对乘员约束系统设计参数进行优化设计,偏瘦体型老年女性人体综合损伤风险降低6.08%,微胖体型老年女性人体综合损伤风险降低7.77%,肥胖体型老年女性人体综合损伤风险降低10.17%。