在石油等不可再生能源濒临枯竭和以电动汽车为基础的智能网联汽车迅速发展的今天,汽车的轻量化已经成为各大车企研究的重点。碳纤维复合材料因其具有较高的抗拉强度和弹性模量等优良的力学性能在汽车领域的运用愈加普遍。随着国内汽车保有量的逐年攀升,加之交通事故的频繁发生,汽车防撞梁作为汽车高速碰撞时的重要安全屏障,以及复合材料在汽车上的应用潜力,对复合材料防撞梁的研究具有重要意义。论文主要对不同厚度的复合材料防撞梁进行碰撞仿真分析,确定能够代替金属防撞梁的复合材料防撞梁厚度,分析轻量化程度;其次对复合材料防撞梁进行铺层改进设计并分析在正面碰撞工况下的碰撞性能,确定最优铺层方案,进而验证偏置工况下最优铺层方案的复合材料防撞梁和金属防撞梁的碰撞性能。本文的主要研究内容为:首先,根据C-NCAP法规建立起汽车防撞梁有限元模型,初步设计复合材料铺层方案,对不同厚度复合材料防撞梁进行高速碰撞仿真分析,分别从吸能和变形角度分析厚度对复合材料防撞梁耐撞性的影响,研究吸能和变形与金属防撞梁相当的复合材料防撞梁厚度并分析轻量化程度。其次,根据复合材料层合板设计准则改进设计四种复合材料铺层方案进行高速正面碰撞仿真分析,对比其在吸能和变形方面的碰撞性能,得出较好的设计方案。最后,对最优铺层复合材料防撞梁和金属防撞梁进行40%的偏置碰撞仿真,对比其吸能和变形方面的碰撞性能,再综合对比分析正面碰撞和偏置碰撞两种工况下复合材料防撞梁替代金属防撞梁的可行性。研究表明,合适厚度和铺层角度的复合材料防撞梁能够代替金属防撞梁实现轻量化,并且复合材料防撞梁拥有更好的碰撞性能。