受到空气质量问题和石油能源危机的影响,新能源汽车的发展越来越受到重视,针对节省电动汽车电力能源的关键问题,电动汽车对于轻量化的要求极为迫切。轻量化不仅可通过改进结构来实现,还可以通过使用轻质材料替换传统材料实现。CFRP材料,即碳纤维增强复合材料,除了具有较高的比刚度和比强度外,还具有优异的比能吸收值(SEA)。因此,CFRP结构的耐撞性已成为一个重要的研究课题。论文采用了十二直角薄壁梁结构并且使用CFRP材料替换原有材料,对某乘用车的保险杠总成结构进行了轻量化设计。首先设计了一组针对复合材料各向异性特点的试验,分别测得了CFRP各向的力学性能参数,建立了CFRP材料卡片。并对CFRP材料的圆管进行动态冲击试验,提取加速度-时间曲线。依据材料静态试验获得的材料卡片,建立圆管冲击仿真模型。最终完成了试验对比分析,验证了CFRP材料建模方法的准确性。以保险杠总成的轻量化为目标,分析了基础车型的车体结构,得出轻量化的设计工况。根据两种工况下的整车变形的情况和保险杠受力变形及吸能的情况,得到保险杠设计的能量目标,并将能量目标转化为吸能盒的设计目标。基于复合材料包裹金属薄壁梁的压溃理论和等代设计理论,根据已经提出的目标,选定吸能盒和横梁材料,对吸能盒和横梁分别进行了理论设计,得到材料厚度的理论设计值。最后验证理论方案的合理性。根据理论计算值,设定一系列验证方案。在整车模型中首先验证第三章中提出的能量目标;然后进行50km/h正面全宽碰撞仿真试验,验证在15ms-20ms之间是否能够触发乘员约束系统;最后参照保险杠低速碰撞法规,进行碰撞仿真试验,即纵向碰撞仿真试验和“车角”碰撞仿真试验。最终选出最优方案,实现减重41.5%。