汽车轻量化对汽车节能减排和提升动力性具有重要意义,是现代汽车工业技术发展的方向。本文以汽车保险杠蒙皮为轻量化研究对象。通过将保险杠蒙皮壁厚由传统的3.2mm降低到2.6mm左右,来实现保险杠蒙皮轻量化的研究。本文以保险杠蒙皮轻量化设计开发过程中可能会出现的潜在失效模式为基础,归纳总结出了保险杠蒙皮轻量化研究的四大方向:产品特性、材料特性、注塑成型工艺和模具系统;明确了保险杠蒙皮轻量化研究产品关联技术控制标准和验证方案;得到了保险杠蒙皮轻量化研究的系统性技术路线。在轻量化保险杠蒙皮材料改性方面,确定了材料的流动性、刚性、和韧性需要进行优化。经过研究,确定了保险杠蒙皮轻量化专用PP改性材料的MFR不小于30g/10min;弯曲模量不小于2000MPa;常温缺口冲击强度不小于40kJ/m~2,-30~oC低温缺口冲击强度不小于7kJ/m~2。本文通过CAE工具对后保险杠蒙皮轻量化设计的前期方案进行产品的刚度和成型工艺仿真分析研究,以降低保险杠蒙皮轻量化设计的开发成本。同时通过采用正交实验表进行多因素工艺优化分析,在寻找最佳成型工艺时,减少了分析的次数,因此也节约了分析时间和成本。因产品壁厚减薄所引起的成型难度增大,在对模具的结构强度、充填系统、冷却系统、排气系统和顶出系统等进行研究后,解决了后保险杠蒙皮因壁厚减薄可能会导致的潜在失效风险。在实际产品性能研究方面,以客户需求为导向。将保险杠蒙皮轻量化研究的潜在失效模式问题回归到最终交付的保险杠蒙皮产品的客户感知和使用方面的评价。经过分析明确了轻量化设计后的后保险杠蒙皮产品相关影响性能:后保险杠蒙皮产品的外观质量、产品匹配质量、产品的刚度和韧性要求。经过最终的分析验证,本文所研究的轻量化后保险杠蒙皮产品能够满足客户的需求。