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在研究多种不同截面形状薄壁梁碰撞吸能特性的基础上，提出了一种有效的变截面梁结构。选取变截面梁的主要设计参数作为研究对象，将有限元分析与试验设计、响应面法等结合起来，对变截面梁的抗撞性能进行分析，建立了变截面梁的抗撞性多目标优化模型；采用优化算法进行求解，得到了变截面梁的最优设计参数和多目标优化后的Pareto最优解，并通过有限元分析对最优设计参数进行了验证；最后将优化后的变截面前纵梁结构应用于某越野车40％偏置碰模拟中。试验结果表明，碰撞侧A柱的加速度峰值显著降低，整车的被动安全性得到提高。