目前,欧洲、日本已经开发出了行人模型和冲击器模型,并建立了相应的实验评价方法和评价标准,用来评价汽车前部对行人下肢的保护性能。然而,研究表明,现有下肢冲击器模型不能很好地反映不同汽车前部对行人下肢的保护性能的好坏,汽车前部结构对行人下肢的保护性能也有待进一步提高。本文研究的目的是通过改变汽车前部结构来提高对行人下肢的保护,并开发出具有简单结构,可以用于正确评价不同车型前部对下肢的保护性能的下肢冲击器模型。为此,本文进行了大量的文献研究工作,分析了国内外在该领域的研究现状及采用的研究方法等,并从人体下肢解剖结构及损伤生物力学角度,研究了下肢损伤形式、损伤机理及相应的损伤评价标准。本文采用现有的行人多体动力学模型,利用MADYMO软件,建立了汽车与行人碰撞模型,通过改变汽车前部的主要结构参数,分析了汽车前部结构对行人膝关节损伤的影响,确定了在汽车与行人碰撞过程中对人体下肢损伤较小的汽车前部结构。研究表明,降低汽车前保险杠及发动机罩前端的高度,增加保险杠上下面之间的宽度及保险杠与发动机罩前端的距离有利于减小对行人膝关节的损伤,该研究结果与国外交通事故统计结果相符。本文还利用事故统计数据和数学模型对冲击器的评价性能进行了分析,在对冲击器模型进行参数分析的基础上,建立了新的下肢冲击器模型。通过仿真实验,不断改进冲击器模型的参数定义,提高了新冲击器模型的评价性能。在利用冲击器模型对三种不同时期车型前部进行评价的仿真实验中,新冲击器模型表现出了良好的综合评价性能,可以较好的用于评价汽车前部对行人下肢的保护,因而可以用于新车型的开发和评价。