现今,电动两轮车已经成为了人们出行最主要的交通工具之一。然而,电动两轮车事故也随之逐年攀升。众所周知,汽车安全法规能够在一定程度上降低道路交通事故的发生率,但对于已经暴露在危险场景下的电动两轮车驾驶员提供不了保护作用。而汽车安全性设计更多的是注重对车内乘员的保护,对车外的电动两轮车驾驶员等弱势道路群体的保护极为有限。世界卫生组织统计的2016年全球道路交通死亡人数高达135万人,其中自行车骑车人和摩托车驾驶员死亡人数分别占到了 3%和28%。此外,根据中国公安部交通管理局的统计报告,2017年电动自行车骑车人和摩托车驾驶员的死亡人数分别为31447和48929人。由于汽车安全技术对电动两轮车驾驶员在事故中给予的保护甚少,因此需要电动两轮车驾驶员自身装备有保护装置来降低碰撞事故中产生的头部损伤。本研究的任务是对电动两轮车头盔的防护性能进行研究,分析头盔可能存在的不足之处。主要是研究头盔在安装不同密度的内衬泡沫时吸收头部冲击能量的能力,并进一步分析不同内衬泡沫密度下的头盔对颅骨骨折的防护性能。此外,对三起真实的电动两轮车事故进行了深度重建,再现了电动两轮车碰撞事故中驾驶员与地面发生碰撞的整个运动学响应。最后基于深度事故重建研究了头盔在实际的地面碰撞中对颅脑损伤的防护性能。本研究通过对一款复合材料的电动两轮车头盔进行有限元建模,然后根据法规ECE R22.05对该头盔模型进行了冲击吸能验证。验证结果显示了合成线性加速度误差控制在5%左右,HIC值控制在10%以内。进一步的,通过设计了一系列泡沫密度梯度为20kg/m3的头盔跌落仿真,针对四个头盔测试点进行了 12组仿真研究。结果表明,对于测试点B、P、R,当头盔内衬泡沫密度由40kg/m3增加到80 kg/m3时,发生颅骨骨折的风险分别由25%、55%和39%增大到了 53%、96%和96%。而对于测试点X_Right,由于内衬泡沫压缩过程中更接近压实段,使得密度为40 kg/m3时出现颅骨骨折风险大于沫密度为60 kg/m3。本研究基于道路监控视频记录的车辆和电动两轮车之间清晰完整的碰撞过程来进行事故重建。首先通过事故中车辆、电动两轮车实际尺寸以及电动两轮车驾驶员的具体信息搭建了多刚体模型,并且根据事故视频对碰撞前车和电动两轮车的速度以及碰撞角度等进行了估算,最后根据视频记录的真实电动两轮车驾驶员的运动学响应来验证事故重建的准确性。从结果可以可出,仿真中假人的运动学响应与实际事故中受害人的运动学十分接近。此外,与实际事故草图相比,人和车的最终位置的误差控制在10%以内。本研究在对真实电动两轮车的碰撞事故进行深度重建的基础上研究了头盔对脑损伤的防护性能。在案例1和案例2中,佩戴头盔后颅骨骨折的风险分从100%分别降低到了 46%和4%;而在案例3中颅骨骨折的风险从100%降低到94%。这表明头盔能够对一般冲击强度下的颅骨骨折提供有效的防护,但在剧烈冲击下,头盔会因内衬泡沫的触底而失去对颅骨骨折的防护性能。但是三起事故案例均表明头盔对DAI和脑震荡的防护性能极差。