摘要：为了使汽车前纵梁在正面碰撞过程中吸收更多的能量，进而达到提高汽车被动安全性能的目的，将折纸工程中的反转螺旋型薄壁结构引入汽车前纵梁的结构设计，利用数值模拟与优化设计相结合的方法，研究和开发一种新型高效吸能结构。为此，根据反转螺旋型溥壁结构的不同形状参数建立相应的有限元模型，利用非线性有限元软件LS．DYNA软件进行碰撞仿真，并以反转螺旋型薄壁结构的截面形状参数、旋角及分段数作为设计变量，以吸能量的最大化为目标函数，利用响应曲面法进行优化计算。得到的最优结构在碰撞过程中，压溃皱纹依次出现在反转螺旋型薄壁结构的折痕处，有效地避免了细长薄壁结构的失稳倒伏现象，是一种吸能效率较高的变形模式。同时，吸能过程平稳，在整个碰撞过程中都保持了良好的吸能特性，与传统的矩形断面结构相比吸能量有了显著的提高。

关键词：反转螺旋型结构 前纵梁 碰撞仿真 优化设计 响应曲面法 

单位：江苏科技大学机械工程学院 镇江212003 日本琦玉工业大学工学部墒玉369—1912日本