汽车正面碰撞事故是发生频率最高的交通事故。在前部碰撞中，一方面要求汽车前部结构具有较好的吸能特性，能够依靠自身的变形来吸收整车的动能，起到减缓碰撞冲击力的作用；同时要求车身结构具有良好的刚度，防止乘员舱前部侵入过大，减少乘员的生存空间。此两个方面的权衡则需要工程师对车身结构的材料分布进行优化配置。由于计算机辅助分析技术的发展，实现了汽车碰撞安全性的计算机模拟设计，极大地缩短了设计的周期。其分析结果为汽车各方面性能的并行开发提供了设计方向，避免了一些不可挽回的大错；精确的模拟甚至能定量地指导设计方案。本文结合国家“十二五”科技部支撑计划项目，根据现行2012版C-NCAP对轿车正面100%重叠刚性壁障碰撞试验的规定，对某自主品牌轿车进行了模拟仿真。本文建立了有效的汽车正面碰撞的有限元模型，系统地阐述了CAE碰撞建模的关键技术和准则。从加速度变化、碰撞力变化、结构侵入量等方面，对该工况下的结构耐撞性进行初步分析和评价。进而，对整车模型进行了简化处理，极大地提高了优化设计的效率。针对汽车碰撞有限元分析过程中碰到的繁琐操作问题，在HyperWorks的环境中，进行软件的二次开发，将成熟的经验编制成自动化的计算机流程，提高了有限元分析的效率。引入了序列优化及可靠性评估方法，通过实验设计建立了有限元仿真的Kriging数学代理模型，从提高耐撞性而不增重的角度对车身前部吸能部件的厚度尺寸进行了可靠性优化设计。本文总结了汽车正面碰撞有限元仿真的模型简化方法，开发了若干自动化前处理工具，以及在抗撞性分析中引入了序列优化及可靠性性分析方法。本文最终提出有效的优化方案，该方案在考虑设计变量的可靠性以及保证其他指标不下降的情况下，将整车碰撞加速度峰值下降了13.9m/s2，达到了预期的优化效果。