全球事故统计数据表明,翻滚碰撞虽然发生概率较低,但造成的人员伤亡比例相对其他事故形式要高。因此,为减少翻滚事故中人员伤亡,有必要对翻滚碰撞中人体损伤进行深入研究。但是由于其复杂性国内在测试方法与法规方面还处于探索研究中。此外,翻滚碰撞试验费用巨大且准备周期长也是其难以研究原因之一,而高精度的限元方法为研究翻滚事故与乘员保护提供了有效手段。因此本文为研究平台车翻滚试验中人体损伤,根据试验程序(SAEJ2114)提供了一种有效地有限元建模方法。具体开展的工作如下:本文首先基于美国国家事故采集碰撞事故系统(NASS-CDS)、致命事故报告系统(Fatal Accident Reporting System,FARS)数据库以及美国高速公路安全管理局(NHTSA)颁布的2014美国交通事故年鉴统计数据为基础,从车型差异、年份差异、财产损失、安全带使用等多个方面分析了翻滚事故趋势,总结了翻滚交通事故特点。本文在福特探索者有限元模型基础上,首先验证了该车模拟车顶压溃变形方面的有效性,建立了两组车顶抗压仿真模型,通过将仿真结果与NHTSA零部件试验库中试验编号为C0139、C0140进行了对比,结果显示了仿真与试验较好一致性。随后建立了平台车翻滚仿真有限元模型,通过将仿真结果与NHTSA碰撞测试数据库中测试编号No.010412的平台车翻滚试验进行了对比,从整车动态响应、车顶结构变形模式以及车辆质心位置处三向加速度波形三个方面验证了该模型基本上能够反应平台翻滚试验中车辆翻滚特性。在平台车翻滚仿真模型的基础上,利用THUMS(Total Human Model for Safety)人体模型进行了翻滚试验中乘员的损伤研究。研究了翻滚碰撞中约束状态与非约束状态下THUMS人体模型的头部、颈部、胸腹部组织层面的生物力学响应,并对比分析了约束状态下与非约束状态下乘员的动态响应与损伤差异。结果表明:针对头部,安全带能有效约束翻滚中乘员头部运动,可以在一定程度上减少乘员头骨骨折、颅内三次碰撞损伤的风险。针对颈部,仿真结果显示THUMS人体模型在有、无安全带情况下的颈部伤害均不明显,这一结果与研究者使用HybridⅢ假人进行仿真时颈部伤害有差异,这可能是由于HybridⅢ假人颈部结构生物仿真度有限,无法还原真实人体在翻滚时颈部动态响应,进而导致了错误的试验观察结果。针对胸腹部损伤,由于安全带匹配参数为正面碰撞而开发,翻滚中乘员剧烈的侧向运动,安全带无法有效限制其侧向位移,导致肋骨部分与门内饰接触,有可能造成胸肋骨骨折以及严重肺部与脾脏损伤。因此,为匹配翻滚事故中乘员约束系统,安全带相关参数需重新设计。