仪表板总成作为最重要的汽车内饰件之一,已成为提高行业竞争力、影响消费者购车抉择的重要因素。汽车仪表板总成作为汽车内部的高频可见区域,除了在外形上要具有一定的美观性,还须满足许多功能方面的要求,如乘员碰撞保护要求(膝部碰撞,头部碰撞)、刚性要求、人机工程要求等。本文基于有限单元法,借助计算机辅助技术对仪表板总成进行模态试验分析、刚度分析、轻量化设计以及头部碰撞分析,指导结构设计,降低开发成本。本课题首先应用CATIA三维软件建立仪表板总成的几何模型,并将其导入到HyperMesh中进行前处理,依照实物模型对网格划分中出现的表面不平、筋板弯曲等问题进行调整,并严格按照工程标准矫正网格质量,初步建立有限元模型;然后在模态试验平台上设计自由模态试验,将试验所得的前四阶模态频率与仿真结果作比较,频率误差相对较小,且振型大致对应,从而确保了有限元模型的正确性;在模型准确的前提下,对仪表板总成进行约束状态下的模态以及刚强度分析,结果表明仪表板的模态性能及刚强度性能均符合标准;继而以所有零部件的厚度为要素设计灵敏度分析,根据灵敏度分析结果取七个部件的厚度属性作为设计变量,以模态性能和刚度性能为约束函数,以仪表板总成质量最小为优化目标对其进行优化设计,优化后质量由最初的18.36kg下降到16.1kg,下降了12%;最后建立仪表板头部碰撞模型,参考ECE R21法规,用LS-DYNA进行碰撞分析计算,结果表明仪表板的碰撞性能良好,符合法规要求。