到2015年为止,我国所有机动车的数量达2.66亿辆,其中1.56亿辆为汽车。但是所带来的结果是出现汽车事故的概率迅速增高。当汽车发生碰撞时,如何提高汽车的安全性能,减少或避免乘员在汽车事故中受到损伤,已经成为全世界各大主机厂主要关注的焦点和研发方向。提高汽车的被动安全性是提高碰撞安全性的主要方面,其中对汽车安全系统的优化设计是最为重要的研究方向。本文运用LS-DYNA软件为仿真基础,根据CNCAP正面碰撞法规设置乘员带有约束系统的有限元仿真模型,并对其进行分析,根据分析结果进行优化;通过试验对结果进行验证,最后达到对汽车内乘员保护安全性能的优化。在汽车乘员安全系统的研究中,现有的优化方案,大多数方案是对于汽车气囊、方向盘、乘员安全带和汽车座椅等确定行条件进行优化。而对于不确定因素的影响,往往考虑的较少。但是在实际情况中,设计参数或碰撞情况往往会变化,使优化设计目标因超出设计边界而失效,使产品的开发时间无限延长。本文结合试验验证和优化设计,对CNCAP正面碰撞法规中的汽车安全性进行优化设计分析。本文分析了全球各个国家的汽车安全性研发情况,分析了被动安全性能的内容和方法。介绍了世界各国安全法规,和对碰撞中乘员损伤的评判规则。参照中国碰撞法规C-NCAP,应用FEA软件(LS-DYNA)对某轿车车型进行有限元仿真建模和优化分析。FEA模型中包括试验车体模型,假人模型和相关的汽车零部件模型。然后对所建模型的主要优化参数(HIC-头部伤害值、3MS/Thpc-胸部伤害值等)进行灵敏度分析,并结合灵敏度和试验对参数进行分析验证,运用极差分析对结果数据进行分析处理。应用试验结合设计,优化汽车约束安全系统FEA模型,得到最佳设计方案。对某轿车车型的CNCAP正面100%碰撞性能试验表明优化设计方法有效,正面碰撞的约束系统安全性能得到明显的提升。