对于汽车车身轻量化和耐撞性的研究,有助于推动汽车产业的可持续性发展。随着复合材料的快速发展,性能的逐渐提高,作为实现汽车轻量化的一个有效途径,复合材料在汽车车身结构上应用也将越来越广泛。本文以汽车侧门防护系统中起着主要作用的防撞梁为研究对象。从材料性能入手,将汽车车身轻量化研究中应用较为广泛的碳纤维/环氧树脂复合材料应用于侧门防撞梁中,并结合FMVSS 214侧面碰撞法规,开展了如下研究:(1)结合FMVSS 214侧面碰撞法规,建立高强度钢和复合材料的汽车侧门防撞梁侧面碰撞的有限元模型,并从防撞梁承受的撞击力、碰撞产生的位移、防撞梁的吸能等多个方面对这两种材料的侧门防撞梁进行对比和分析,检验两种材料耐撞性能。(2)根据两种材料的侧门防撞梁在仿真过程中各种性能的变化情况,并结合复合材料的特性,提出了一种侧门防撞梁的变厚度结构设计方法,即根据防撞梁不同位置对强度需求的高低进行不同厚度的设计。(3)将侧门防撞梁的截面厚度和加厚部分的长度作为变量,利用Kriging代理模型的优化方法,建立防撞梁比吸能及侧面碰撞过程中的防撞梁所承受撞击力的代理模型,采用NSGA-II算法进行多目标优化。然后计算出最优Pareto解集,并从中选取一组比吸能与等厚度防撞梁接近的最优解和等厚度防撞梁的碰撞性能进行对比分析,再以碰撞产生一定位移时防撞梁所承受的撞击力和吸能情况等作为标准,检测其耐撞性能。结果显示,变厚度的设计能够提高防撞梁在发生变形时所承受撞击力的大小,保证防撞梁重量不增的基础上提高其耐撞性。