中文摘要：

为保证非公路车辆翻车时司机的生命安全，提出了由缓冲吸能元件和金属框架结构组成的新型翻车保护结构概念，缓冲吸能元件通过薄壁金属构件的大变形吸收碰撞的能量，承载框架保证司机的生存空间不被侵入。通过数值模拟和物理样机试验，得到了不同材料和结构的构件缓冲吸能规律，发明了诱导缓冲独立组合式翻车保护结构和工程车辆可控吸能翻车保护装置等，提出了基于能量吸收的新型翻车保护装置设计方法。将人体、座椅、安全带、司机保护结构、车体和地面作为一个系统，建立刚柔体混合的人-车-环境系统虚拟样机模型，对车辆翻车过程进行虚拟试验，对人体关键部位在车辆翻车和撞击地面过程中所受的伤害指标进行了预测。分析非公路车辆翻车过程中人体损伤的机理，研究了车体参数、座椅、安全带、地面参数以及新型翻车保护结构吸能和承载方式与人体响应的关系，提出了以人体损伤程度作为翻车保护系统的性能要求和设计准则。研究成果将目前国际标准对保护结构的性能要求由静态提高到动态，将国际标准对保护结构、安全带等单独考核试验提高到将人-机-环境一体化试验，发展了非公路车辆安全设计技术，为非公路车辆翻车安全性国际标准的制定提供了依据。