随着汽车的安全性能得到越来越多人的重视,汽车的正面、侧面和追尾碰撞的安全性不断提高,造成伤亡人数下降。但是翻滚事故作为一种致死率非常高的道路交通事故却尚未出现强制测试法规来保障乘员安全。其中颈部损伤因为在翻滚事故中比较常见,且损伤需要的恢复时间长而引发人们重视。试验常用的Hybrid III假人是根据欧美人体体型开发,其在翻滚事故中的响应并不能很好地反映中国乘员损伤。因此,研究中国假人在翻滚工况中的颈部损伤有重大意义。本文研究分为三大部分。首先,建立了乔丹翻滚测试的有限元仿真模型,采用了使用最广泛的Hybrid III 50百分位假人和采用缩放方法建立的中国50百分位假人进行近端翻滚与远端翻滚两种工况分析。结果显示,近端翻滚中,两种假人损伤情况接近;而在远端翻滚中,车身严重变形,Hybrid假人受挤压更严重,且损伤大于中国假人;在近端翻滚中和远端翻滚中,中国假人颈部承受的侧弯力矩峰值均大于前弯/伸展力矩。其次结合课题组用映射方法建立的中国百分位人体模型的仿真结果,以及已有学者的研究来看,认为Hybrid III系列假人颈部在翻滚工况下的生物逼真度不足。为了进一步探索翻滚工况下颈部损伤情况,要对其仿生性进行一定改进。根据翻滚工况中常见的受载形式,设计了一套平板跌落装置和试验方案,并召集符合中国50百分位体征的志愿者进行颈部试验,获得了在头顶受载下中国人体颈部相关的动态数据。最后根据试验结果设计了适用于翻滚工况的假人颈部理论模型并进行参数优化。替换原中国假人颈部,进行上述翻滚仿真分析,探索中国乘员会出现的颈部损伤情况。结果显示,该假人动态和人体模型的动态更接近;相比原假人新建立的中国假人在近端翻滚中颈部承受的损伤较低,而在远端翻滚中损伤更严重。根据前文分析,认为在本研究采用的乔丹翻滚工况中,中国乘员颈部还存在较大的侧向弯矩,因此提出了引入侧弯力矩的颈部损伤评价指标。