汽车风挡玻璃是由两片普通钙钠玻璃和一层PVB膜经热压而成的层合结构。PVB夹层玻璃板因可以承载、吸收冲击物能量以及良好的光学特性等而广泛应用于汽车的前风挡玻璃。由于汽车保有量不断增长,包括人车碰撞事故在内的交通事故的发生也随之增加,研究风挡玻璃在冲击作用下的破坏性能对于弱势道路使用者以及司乘人员的生命安全十分重要。随着计算机技术的快速发展,数值仿真方法也广泛应用于汽车风挡玻璃冲击破坏研究中。聚合单元法是数值仿真中模拟裂纹产生和扩展的重要方法,包含LS-DYNA在内的许多商业软件已具备固有聚合单元的计算功能。固有聚合单元方法需要在计算之初在单元的共用边界插入聚合单元,大大增加了模型的计算量和存储空间。鉴于此,本文开发一种聚合壳单元动态插入方法描述汽车风挡玻璃冲击破坏过程。首先,开发了一种HL缩减积分(HLSR)壳单元。提出了一种用于描述壳单元间失效的聚合壳单元,通过虚构聚合面计算聚合力。提出一种聚合壳单元动态插入方法,引进边的状态变量概念,在Tops数据结构基础上提出一种新的数据结构,将新数据结构与Tops数据结构在占用内存和计算效率两方面进行了对比。为验证该方法和新数据结构的有效性,仿真计算了玻璃三点弯破坏、混凝土压溃和铝盘撕裂算例。其次,提出了一种edge-edge接触算法用于描述裂纹间的接触问题。在单面接触算法的基础上开发了一种改进单面接触算法用于描述玻璃失效后产生的碎片与冲击物体间的相互作用。开发了一种改进Tied算法用于解决由于节点增加引起的传统Tied计算不适用问题。开发了一种改进Tied-break算法用于模拟玻璃和PVB间的剥离。通过一系列块体碰撞算例验证了这些方法的有效性。最后,使用Fortran77编程语言,在DYNA3D基础上开发了一套有限元计算程序。利用该计算程序仿真计算了夹层玻璃板落锤冲击破坏和假人头型汽车风挡玻璃冲击破坏现象,仿真与实验结果的一致性验证了计算程序的有效性。此外,论文还分析了夹层玻璃板的破坏机理和风挡玻璃的冲击破坏特性,研究了风挡玻璃冲击破坏过程中冲击速度、冲击角度、约束和冲击位置等模型参数对假人头部加速度和头部伤害的影响。