随着汽车保有量的逐年增长,儿童乘员数量也在增加,儿童乘员作为道路交通事故中的弱势群体,更需要安全性保护装置。研究表明,正确的使用儿童安全座椅可以较好的、有效的保护儿童的乘车安全。同时,发现中国的道路交通事故具有较高的频发性,道路交通事故中研究发现,正面碰撞的事故发生率最高,概率超过40%。而在各种角度的正面碰撞事故中,偏置碰撞包括的斜角碰撞所模拟的交通事故发生的概率占60%,而且偏置碰撞中的损伤和死亡率最高。显然在汽车正面偏置碰撞条件下儿童座椅装置对儿童乘员的安全性保护研究成为了一重点课题。特别是在2012年,我国C-NCAP将偏置碰撞过程中的测试车速由原来的56km/h提高为64km/h后,这一课题的提出对减少汽车偏置碰撞过程中儿童乘员的死亡人数具有重要的意义。本文针对该课题完成了对国内五大城市的儿童座椅使用情况的问卷调查工作,并进行了统计分析。根据国内外儿童座椅研究现状,本文对轿车在64km/h 40%正面偏置碰撞工况下儿童座椅的安全性能进行研究,建立了完整的儿童座椅约束系统模型,利用Q3(3 years)儿童假人进行台车试验,基于台车实验获得的儿童假人的运动形态、头部最大位移量、头部合成加速度变化曲线、胸部合成加速度变化曲线、颈部沿Y轴力矩变化曲线、骨盆加速度变化曲线等参数对儿童座椅约束系统模型进行了验证。验证结果表明仿真和实验参数基本吻合,该模型可以完整、有效的复现台车碰撞试验的特点。其中仿真过程中的儿童假人的头部最大位移量491mm,3ms胸部合成加速度55g,头部HIC值836。其次,对儿童座椅正面偏置碰撞试验下的安全性进行分析,并对试验过程中儿童假人所输出的损伤数据和运动过程分析。分析发现儿童座椅安全带刚度系数和儿童座椅中肩带位置是减少儿童头部和胸部的位移以及儿童头部、胸部合成加速度、颈部沿Y轴力矩、颈部沿Z轴受力的重要影响因素。在计算机模拟的碰撞基础上对已有的国内产品进行产品安全性分析和安全性能优化分析,分析得出:安全带的刚度特性定为标准的0.25倍时,儿童头部合成加速度和胸部合成加速度以及沿Y轴的力矩的数值最小,分别为580m s~2、507m s~2、17.684Nm,在0.5倍时颈部沿Z轴受力最小为1836N;若规定座椅刚度特性为标准的4倍时,儿童头部合成加速度和胸部合成加速以及沿Y轴的力矩的数值最小,分别为548.9m s~2、544.3m s~2、16.307 Nm,在0.5倍时颈部沿Z轴受力最小1834N;在儿童座椅肩带位置上、中、下三个位置中,在中间位置时,儿童的头部合成加速度、胸部合成加速度、颈部沿Y轴的力矩数值最小,数值分别为644.9m s~2、551.6m s~2、17.156 Nm,其中下孔位是颈部沿Z轴受力最小,数值为1920N。