行人作为道路交通使用者中的易受伤群体,事故发生率极高。统计数据显示,行人事故中头部和下肢是主要的受伤部位。因此,国内外车辆安全专家及研究人员对头部和下肢防护展开了大量的研究。本文旨在分析车人碰撞事故中,汽车前部结构对人体头部与下肢损伤的影响,并提出了相应的改进措施。根据EURO-NCAP儿童行人头锤测试法规,在DYNA软件中利用英国Arup公司开发的有限元儿童头锤建立了头锤撞击发动机罩模型,并参考文献资料对该模型进行了验证。在此基础上分析了引擎盖儿童头锤碰撞区域结构参数和材料参数的改变对头锤加速度和头锤侵入量的影响,设计了圆台凸起式和波浪式两种新型发动机罩内板,并用铝合金材料取代低碳钢材料。通过事故重建,了解行人在事故碰撞过程中的大腿动力学响应。根据某款轿车前部保险杠、发动机罩、前挡风玻璃结构几何形状尺寸建立了汽车与行人碰撞分析模型,设计了大腿保护气囊并分析其参数影响。基于有限元方法,建立了小腿冲击器撞击汽车保险杠的有限元模型,分析了汽车保险杠设计对行人下肢损伤的影响。通过改变吸能部件材料,改变副保险杠和在保险杠下增加加强筋的方法改进保险杠。研究结果表明:铝合金制圆台凸起式和波浪式发动机罩内板比低碳钢制加强筋式发动机罩有更大范围的变形,并且内板没有裁减部分,能有效地增加惯性质量,减小二次碰撞能量,并有均匀分布的刚度,使载荷均布,HIC值减小明显,能更好的保护行人头部;事故重建的方法能有效的模拟事故碰撞过程,分析事故中的动力学响应;吸能材料的刚度是影响小腿碰撞实验的最大因素,刚度的增加,小腿的三个损伤参数将相应增加。在保险杠下增加加强筋,可以有效的减小膝关节弯曲角度。本文为研究汽车与行人碰撞生物力学问题和开发行人头部和下肢的防护技术,提供了一套有效的工具和仿真分析方法。模拟计算结果可作为车辆安全设计的参考依据。