车身零件的耐撞性是汽车被动安全领域研究的重要内容。车辆发生正面碰撞时吸能盒是一个关键的吸能零件,而车辆发生侧面碰撞时B柱与乘员的生存息息相关。针对传统吸能盒和B柱在碰撞过程中存在变形不稳定、吸能效果较差等缺点,本文结合负泊松比结构质量轻、吸能效果好以及抗冲击能力强等优点,提出一种基于负泊松比结构的吸能盒和B柱,以改善车辆的正碰和侧碰时耐撞性能。本文的主要研究内容如下:首先,提出一种基于负泊松比结构的新型吸能盒和B柱。采用一种内凹六边形的微观负泊松比单胞结构,通过负泊松比单胞结构的空间旋转、阵列等堆叠变化,设计吸能盒和B柱的宏观负泊松比内芯结构,并将其填充于两种薄壳类零件的内部形成一体化结构。基于RCAR法规和ECE R95法规,分别对所设计两种零件的可靠性进行正面碰撞和侧面碰撞验证。其次,分析二维及三维负泊松比吸能盒发生正面碰撞时的耐撞性能,结果表明三维负泊松比吸能盒具有较优异耐撞性能。采用最优拉丁超立方试验设计方法在设计变量的变化范围内选取样本点,基于响应面模型方法建立负泊松比吸能盒各耐撞性评价指标的近似模型,并采用多目标粒子群算法对微观负泊松比单胞结构参数进行优化设计。最后,分析不同内芯填充结构B柱侧面碰撞时的耐撞性能,通过析因设计方法选择对侧面耐撞性能影响显著的设计变量。结合试验设计和多项式响应面方法,建立负泊松比B柱的设计变量和耐撞性评价指标之间的近似模型,采用非支配排序遗传算法和标准边界交叉法进行优化设计并确定最优解。本文将负泊松比结构引入车身零件的耐撞性设计,研究结果可以为车身零件的设计与开发提供一定的理论基础和技术支持。