王婷婷，张 姗，秦东晨，马迎坤

（1.郑州大学机械工程学院，河南 郑州 450001；2.郑州宇通重工有限公司，河南 郑州 451482）

1 引言

近年来，随着世界汽车工业的高速发展，汽车的保有量大幅增长，节能、环保和安全这三大问题成为汽车研究的首要关注点。通过轻量化设计，选择最佳的材料、最优的结构形状和尺寸用在汽车结构合适的位置，使每部分材料都能发挥出最大的承载和吸能作用，提高材料的利用率，以此降低车重，实现节能、减排、降耗的目标。汽车发生正面碰撞时，车身前端的保险杠、吸能盒、前纵梁等吸能部件共同配合，保证汽车碰撞安全。其中吸能盒是影响汽车低速碰撞安全性能的关键部件，在汽车碰撞过程中将撞击的能量和应力做一个吸收和缓冲，以尽量降低撞击力，减小碰撞峰值加速度[1-2]。因此，研究在保证汽车耐撞性前提下的汽车结构轻量化设计方法具有重要的现实意义。

吸能盒的结构优化设计以及碰撞性能分析的研究有很多。文献[3]通过将Ansys－Workbench 碰撞仿真技术和多项式模型分析相结合，利用非支配排序遗传算法对某车型保险杠-吸能盒进行优化设计，为吸能盒结构的优化设计提供了合理的理论依据。文献[4]建立前防撞梁有限元模型并进行低速碰撞仿真，用超高强度钢替换原来的汽车前防撞横梁材料，利用响应面法进行轻量化分析，求出的优化方案在保证低速碰撞性能的同时实现了前防撞梁的显著减重。文献[5]建立了吸能盒低速碰撞性能的评价模型，提出一种集成有限元模拟和序列响应面法的优化方法并给出了某轿车后保险杠吸能盒结构优化实例。……