面对我国不断提高的汽车保有量及日益严峻的环境污染,汽车轻量化技术已经成为实现车辆有效节能减排的绿色发展新趋势。然而,在进行汽车减重的同时必须要考虑到整车碰撞安全问题,因此兼顾轻量化和耐撞性的整车设计显得尤为重要。研究表明,连续变厚度轧制板(Tailor Rolled Blank,TRB)在提高整车耐撞性能方面具有很大的潜力,是解决以上问题的有效手段。同时,将TRB结构应用于整车耐撞性和轻量化设计具有很高的工程研究价值。本文为进一步探究TRB结构在整车耐撞性中的作用,先将其引入某纯电动车前端结构的改进设计,并结合有限元分析和数值优化方法,对TRB结构参数进行系统的优化设计,以提高整车的耐撞性能。主要的研究工作如下:(1)为了研究TRB结构对整车耐撞性能的影响,分别建立并验证了整车碰撞有限元模型和TRB前端结构有限元模型。首先,基于中国新车评价体系(C-NCAP)正面100%碰撞工况,建立了整车碰撞有限元仿真模型,通过与实车实验的对比验证了模型的有效性;其次,基于动态冲击实验,建立并验证了一种典型帽形梁的TRB结构有限元仿真模型,再以此建模方法构建车身前端关键件TRB结构有限元模型;最后,对两种不同前端结构的整车模型进行碰撞仿真,对比分析耐撞性能,为后续的优化设计提供参考。(2)为了解决有限元模型计算效率问题,本文基于试验设计样本点构建了混合核函数支持向量回归(Hybrid Kernel Function-Support Vector Regression,HKF-SVR)近似模型;同时为更好的拟合高度非线性数学关系,提高近似模型精度,采用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对近似模型的核函数参数进行优化,结果表明优化后的HKF-SVR近似模型具有更高的拟合精度。(3)为了进一步提高整车耐撞性能,本文对TRB结构前端吸能件的几何参数进行了优化设计。优化过程中,结合试验设计、改进的HKF-SVR近似模型及多目标粒子群优化算法,对TRB结构的几何参数进行确定性优化,实现了整车耐撞性的提升和结构的轻量化;此外,基于确定性优化结果进行了系统可靠性优化设计,最终结果显示,优化后的TRB前端结构轻量化率达11.5%,整车耐撞性能和可靠性也得到了显著提升。