汽车燃油消耗量在全球石油消耗量中占有很大一部分,从能源危机和环境恶化的今天来看减少汽车燃油消耗已是迫在眉睫。现在新能源汽车电池技术发展遇到瓶颈和汽车发动机燃油效率提升困难的情况下,发展汽车轻量化技术是节能、环保、降耗的最佳途径。塑代钢技术是汽车轻量化的重要手段之一,在保证产品使用性能不变的情况下,将原本钢制件用塑料代替可以大大减轻汽车重量。对注塑类零件而言,采用传统的生产经验和制造技术很难达到理想情况,但随着计算机科学技术的飞速发展,CAE注塑技术应运而生。CAE注塑技术可以在注塑成型模拟过程中找到产品隐藏的缺陷,并及时对其进行改进,极大节约生产成本和缩短生产时间。本文以汽车前端框架为研究对象,运用Hypermesh软件对全塑前端框架进行结构设计,用Hypermesh对前端框架进行有限元分析验证其力学性能,利用Moldflow得到了前端框架的最佳浇注系统,设计并完成均匀设计试验,建立了线性回归方程优化试验结果,再用遗传算法优化的BP神经网络预测出最优评价指标及对应工艺参数组合。本文主要内容如下:(1)用Hypermesh对各个子目标分别进行拓扑优化得出对应的特征值。利用带权重的折衷规划法将六个子目标统一规划得到综合响应函数,将综合响应函数最小化做为目标,对汽车前端框架进行了拓扑优化,根据实际生产情况得出了汽车前端框架的最终结构。(2)利用Hypermesh对前端框架抽取并修复中面,对完整的中面进行网格划分,材料设置和厚度设置。对网格模型进行了静力学分析及模态分析,并利用N-code对前端框架进行疲劳分析得出其寿命与损伤结果。(3)对中面进行三角形网格划分,分析了尺寸为5mm、7mm、9mm、11mm、13mm和15mm网格对Moldflow运行速度以及分析结果的影响。设计了 6、7和8浇口所对应的流道系统,利用综合评分法对三种流道系统进行评价,得出最佳流道系统。(4)设计了 5因素和21水平的均匀设计试验,用Moldflow对均匀设计试验进行模拟得到均匀设计试验结果,用SPSS对试验数据进行了线性回归分析,分别得到对应两个评价指标的线性回归方程。在评价指标较小组的因素周围做第二次均匀设计试验,用回归方程对均匀设计试验做预测出最小评价指标对应的参数组合。(5)利用MATLAB描绘评价指标和工艺参数之间的三维关系图,建立了 5个工艺参数为输入,2个评价指标为输出的BP神经网络模型,用遗传算法优化该BP神经网络模型中各节点的权值和阈值,并将优化结果重新赋给BP神经网络模型,并用该神经网络模型预测出评价指标最优时对应的工艺参数。本文主要创新点如下:(1)根据单目标优化结果,利用熵权法计算得出汽车全塑前端框架拓扑优化模型的锁扣极限碰撞载荷、缓冲垫区域载荷、行人保护冲击载荷和前三阶模态子目标的权重系数。(2)提出一种综合评分法,选出可以体现流道系统优劣的评价指标,根据各流道系统在不同评价指标下的表现优劣对流道系统打分,表现越优秀得分越高,最后将所有评价指标中的得分相加得到总分,总分最高的流道系统作为最优流道系统。(3)对汽车全塑前段框注塑模型设计并完成了全面试验,并利用试验结果构建BP神经网络,用遗传算法优化了该BP神经网络模型节点的权值和阈值,并用优化之后的BP神经网络模型预测出最优评价指标及其对应的成型工艺参数。