王立凯，郭文杰，王军，郭瑜超，聂小华

(中国飞机强度研究所，西安 710065)

0 引言

汽车工业是国家的支柱产业之一，对国家的经济建设有着重要的贡献。随着我国汽车工业的高速发展，汽车产业也面临着越来越多的问题，其中最主要的三大问题为能源问题、环保问题以及安全问题[1]。在这种形势下，汽车产业要想实现可持续发展的策略，发展节能、低排放的汽车技术是减少能源消耗和环境污染的必然要求。为实现汽车产业的良性可持续发展，轻量化车体结构设计发挥着重要作用，在汽车部件设计中，利用复合材料结构件替代金属结构件是其轻量化设计最直接有效的方法[2]。本文采用HAJIF软件对传统的采用金属结构设计而成的汽车零部件进行性能分析，提出了刚度等效原则。基于HAJIF系统的复合材料工程铺层数据库对金属材质进行复材替换，替换后的结构具备与传统设计相当的刚度性能，并且满足强度要求。

1 金属左前门防撞梁结构性能分析

本工作以汽车金属左前门防撞梁为对象开展结构设计，其目的在于保证结构刚度、强度指标条件下，以复合材料代替金属完成左前门设计。因此，本章首先介绍金属左前门防撞梁结构性能。根据左前门几何模型，构建了其有限元模型。在建模之初，为保证后续将其替换为复合材料的纤维连续性，去掉工艺孔和预搭扣孔，保留安装孔、定位孔和安装平面。这里直接给出其有限元模型，及模型的四边形、三角形壳单元建立。……