在对环境保护的要求不断提高、能源危机日益严重的情况下,新能源汽车愈加受到关注,但是新能源汽车的续航问题限制了它的发展,而车身轻量化对解决这一问题有很好的效果。在车身结构趋于完善的情况下,选用轻质材料成为实现车身轻量化的重要方法。由于碳纤维增强复合材料（CFRP）具有较高的比刚度、比强度和优异的比吸能,逐渐成为一种重要的车用轻质材料,所以对CFRP的性能研究十分重要。本文从车身轻量化和安全的角度出发,将CFRP应用到了汽车保险杠上,并开展了如下研究:（1）针对CFRP的各向异性特点,对CFRP进行不同方向的拉伸、压缩和剪切试验,得到了CFRP不同方向的力学性能参数;在LS-DYNA中建立了MAT054类型的材料卡片。建立试验试件的仿真模型,并进行静力学分析,对比仿真与试验结果,验证了材料卡片的正确性,为CFRP方管仿真模型的建立提供材料参数。（2）对CFRP方管进行轴向冲击的落锤试验,研究铺层角度对CFRP方管在轴失效形式的影响规律。建立了CFRP方管的有限元模型,以落锤试验的工况进行了轴向冲击的仿真分析,得到了方管的变形情况和应力-应变曲线,与落锤试验结果较为一致,验证了有限元建模方法的正确性。（3）对CFRP抗弯性能的研究,首先建立CFRP帽形结构的有限元模型,进行抗弯性能分析,研究铺层角度和结构圆角尺寸对CFRP抗弯性能的影响规律。然后对CFRP方管进行三点弯曲试验和仿真,研究CFRP方管在三点弯曲工况下的失效形式以及铺层角度对CFRP方管在三点弯曲工况下吸能效果的影响。（4）用CFRP替换了原有保险杠的材料,并设计了三种不同铺层角度的CFRP保险杠,在50km/h正面全宽碰撞工况下分析,选取吸能效果最好的铺层角度,作为重新设计的CFRP保险杠总成结构的铺层角度。在50km/h正面全宽工况下对设计的CFRP结构的保险杠进行碰撞分析,验证在碰撞发生15ms～20ms内,整车加速度是否可以触发约束系统,并依据低速碰撞法规进行低速纵向和“车角”碰撞仿真,分析横梁变形、吸能情况。结果表明,该保险杠满足约束系统的触发条件、符合低速碰撞法规要求,与原车中钢材料的保险杠相比该保险杠质量减轻58%,实现了轻量化。