安全是二十一世纪汽车工业发展的研究热点,汽车的被动安全性是安全性研究的重要环节。汽车正面碰撞安全性是被动安全性研究的必要内容,对于轿车正面碰撞来说,前纵梁是碰撞中最主要的吸能元件,因此研究前纵梁的碰撞特性有着重要意义。汽车前纵梁结构及其失效状态与薄壁直梁件相似,要研究其安全性可选用薄壁直梁件进行研究。目前,有限元法已经广泛地应用于车身结构研究与设计中,本文利用HyperMesh进行前处理,用LS-DYNA显式有限元软件进行计算,系统地研究了薄壁直梁件诱导槽长度、横截面圆角半径、壁厚和材料强度等参数对其碰撞性能的影响,并拟合出直梁碰撞吸能与其厚度和材料强度的经验关系式。通过仿真与分析,得出以下主要结论：在轴向载荷作用下,薄壁直梁件的碰撞性能相对于诱导槽长度的鲁棒性较好；薄壁直梁圆角部分的比吸能(吸能与质量的比)是平面部分的3倍左右,且随圆角半径的增大直梁的比吸能增大,在薄壁直梁件的仿真研究中必须考虑圆角部分；在相同变形距离下,直梁碰撞吸能与材料强度呈指数小于1的幂指数增长关系,与厚度呈现指数大于1的幂指数增长关系。本文还利用正交试验法和响应面代理模型近似理论,以矩形截面薄壁直梁件的壁厚、横截面宽度、宽高比和圆角半径为设计变量,以结构的比吸能、峰值载荷和平均载荷为目标函数,对薄壁直梁件进行抗撞性多目标优化,得到考虑三个目标的最优结果。并且通过正交试验结果分析得出了截面宽度和宽高比对直梁的吸能特性的影响规律。本文的研究及结论对汽车前纵梁的设计与改进有重要的指导意义。