随着车辆设计朝着高速化、轻量化方向发展,汽车保有量增加,提高汽车在碰撞事故中的被动安全性能,成为汽车行业的重要任务。本文首先论述了汽车碰撞安全性研究的重要性和具体研究方法,分析了国内外汽车碰撞计算机仿真研究的概况,在此基础上结合企业实际需求,提出了采用有限元法进行整车骨架碰撞仿真计算,分析整车骨架的耐撞性能。文中详细介绍了动态显示非线性有限元基本理论,涉及的内容包括有限元求解控制、单元、时间积分与时步长控制、沙漏控制、接触碰撞界面算法等。同时还研究了模型中单元尺寸、网格密度分布、接触与摩擦以及计算时间步长等对模型计算精度、计算规模和计算时间的影响,通过对单元类型,材料模型、接触搜索算法的选择,为整车骨架碰撞有限元计算模型的建立提供了参考和借鉴。建立了由壳单元、梁单元组成的整车有限元模型。应用LS-DYNA软件进行了正面碰撞的模拟,验证了模型的有效性,确定了整车车身结构耐撞性方面的薄弱环节,并据此探讨了结构件耐撞性改进的办法。本文着重从诱导槽的位置,形状等方面来讨论了汽车前纵梁耐撞性设计,总结出了耐撞性设计一般原则,前纵梁吸能段的长度应足够长,以便有效吸收碰撞过程中的冲击能量,设计诱导结构时,推荐优先选用诱导槽,诱导槽位置应设计在距纵梁前端30～50mm范围内纵梁刚度最大的地方,诱导槽的高度尽量与纵梁的高度一致,诱导槽的宽度一般为纵梁宽度的15%～20%。必要时,可在纵梁吸能段的后半部分设计加强筋,以提高其刚度。根据企业需求,对整体骨架采用全板壳结构建立了碰撞有限元计算模型,完成了正面碰撞仿真计算,分析了整体骨架的变形情况以及车架纵梁等主要缓冲吸能构件的变形情况,根据车内司乘人员在碰撞过程中的生存空间以及碰撞加速度情况,评价了该车整体骨架的耐撞性能,指出了典型骨架耐撞性能上的不足,并提出了改进设计方法和改进措施。本文的工作对电动车的碰撞安全仿真研究具有借鉴意义,所得的结论对整车骨架结构设计和安全分析具有参考价值。