汽车在正面碰撞中,前端结构为主要吸能区,而薄壁结构的前纵梁在前端结构的吸能中有着重要地位,同时车辆进行轻量化设计可以满足车辆部分性能的提升,因此前纵梁兼顾耐撞性的轻量化设计有着重要意义。针对前纵梁的轻量化设计,本文首先从碰撞仿真动画中,对前纵梁的耐撞性进行分析,发现纵梁前段吸能不足和中段刚度不够发生扭转,提出利用结构设计和拼焊设计对前纵梁的耐撞性进行改进。首先针对纵梁前段的结构设计,结合薄壁梁的变形机制理论,从自身性质和诱导结构两方面进行分析,对自身性质如截面尺寸、长度、厚度、材料对于薄壁梁的吸能的相关性进行研究,通过正交试验确定截面尺寸,厚度主要影响因素;其次,诱导结构对薄壁梁的吸能的影响,确定变形诱导槽的诱导结构,来引导薄壁梁的变形形式。为了充分提高材料的利用率,对前纵梁采用激光拼焊工艺,通过自重工况下前纵梁的受力状态,确定激光拼焊的拼接位置,将前纵梁划分为三个区域,然后针对不同区域的材料和厚度的组合对其耐撞性的影响,通过正交试验进行研究,发现纵梁前段、中段结构的材料厚度属性对纵梁的耐撞性有大的影响,而纵梁后段对耐撞性影响较小,但对纵梁质量影响比较大。因此,在进行轻量化设计时,可以针对纵梁前、中段采用强度较大的材料保证其耐撞性,在后段选取轻质材料来降低纵梁质量。最后,利用结构设计和拼焊设计联合对前纵梁进行轻量化设计。采用拉丁超立方确定初代种群,并采用二代遗传算法对样本空间进行更新;然后利用Mode FRONTIER和ANSA搭建优化流程,为了提高优化效率,建立了简化模型;采用防火墙侵入量和等效双梯形波形中的G1和G2作为约束目标,并将前纵梁质量作为目标,对前纵梁进行轻量化设计。最终设计结果显示,在保证前纵梁耐撞性的前提下,对前纵梁减重20.3%。