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汽车给人们的生活带来了极大的便利,在提高生活质量的同时,也威胁着人们的生命安全。随着汽车保有量的逐年攀升,汽车道路交通事故频发,导致巨额的社会财产损失,汽车碰撞安全性已成为全球的重点关注问题。传统的汽车碰撞安全研究方法为实车试验法,但这种方法研究周期长,费用昂贵并且对试验设备及人员的要求都较高。随着计算机辅助分析技术的不断发展以及碰撞理论的逐渐成熟,汽车碰撞过程的有限元仿真模拟设计得到实现,极大地缩短了开发周期。然而对于汽车碰撞这种复杂且存在高度非线性的动力学过程,有限元仿真技术无法满足迭代优化的计算要求,因此将代理模型应用于汽车碰撞安全优化的方法得到发展。论文针对汽车碰撞安全性的设计需求,在碰撞安全性分析和有限元模型验证基础上,研究基于代理模型技术的汽车安全性多目标优化设计方法。论文主要研究工作如下:(1)采用福特某轿车有限元模型,建立汽车正面碰撞仿真分析模型,通过灰色关联度法对仿真结果的有效性进行评价。根据正面碰撞性安全性的试验结果,采用极差分析法找出对关联度影响较大的部件,建立二次多项式响应面模型,对关键板件的密度和弹性模量进行修正,提高了碰撞安全性仿真模型的计算精度。(2)采用LS-DYNA软件,对修正后的碰撞安全性仿真模型进行了计算,发现B柱加速度峰值为35.3g,前围板侵入量最大值为138.54mm,二者明显过大,对乘员安全造成威胁,有必要对其进行优化设计。板件吸收能量的分析表明,前保险杠、前纵梁等20个板件吸收的能量接近总能量的60%,是碰撞安全性优化设计的主要吸能板件。(3)采用测试点评价和交叉验证法,构造了整车质量、B柱加速度峰值及前围板侵入量三个目标的代理模型,研究了样本数量对模型精度的影响。结果表明:随着样本数量的增加,多项式响应面模型的精度呈明显上升趋势。而Kriging模型和径向基函数模型本身的拟合能力较强,样本数量的增加对模型精度的影响较小。(4)以整车质量、B柱加速度峰值及前围板最大侵入量为优化目标,通过极差法对板件厚度进行了灵敏度分析,将八个主要板件的厚度作为优化变量。采用拉丁超立方试验设计法抽取了150组样本,分别构造了多项式响应面模型、Kriging模型和径向基函数模型。利用NSGA-II优化算法,获得了多目标优化的Preto解集。优化结果表明:整车质量减小4.1kg,B柱加速度峰值降低8.44%,前围板侵入量降低6.03%,达到多目标优化的目的。