碳纖維增強復(fù)合材料具有各向異性、拉壓不對稱性和應(yīng)變率效應(yīng)等性質(zhì)，有關(guān)其理論與應(yīng)用的研究報道較為廣泛。通常對碳纖維增強復(fù)合材料方管進行了準靜態(tài)、動態(tài)壓縮試驗，分析了方管幾何形狀、纖維體積分數(shù)和應(yīng)變率等對其壓潰性質(zhì)、吸能特性的影響；使用數(shù)值模擬與實驗的方法對不同的碳纖維增強復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進行研究，證實了失效準則的選取對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的性能預(yù)測結(jié)果具有重要影響。但是，碳纖維增強復(fù)合材料應(yīng)用于車身結(jié)構(gòu)耐撞性的優(yōu)化設(shè)計研究還較少。運用多尺度方法得到碳纖維增強復(fù)合材料的本構(gòu)模型并設(shè)計了滿足耐撞性要求的碳纖維增強復(fù)合材料電動汽車車身骨架，從而大幅降低了車身質(zhì)量。

 

       保險杠系統(tǒng)是汽車低速碰撞時的主要承載和吸能構(gòu)件，對保護汽車其他零部件和乘員安全起著至關(guān)重要的作用，使用高強度片狀模塑料復(fù)合材料（ＳＭＣ ）替代原保險杠零件的鋼材料，基于仿真分析對ＳＭＣ保險杠結(jié)構(gòu)進行厚度優(yōu)化與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在保證耐撞性的基礎(chǔ)上保險杠質(zhì)量較原高強度鋼保險杠下降了２９％ ；綜合考慮耐撞性與成型工藝要求設(shè)計了一種鋁合金保險杠，通過中心復(fù)合試驗設(shè)計與自適應(yīng)響應(yīng)面方法對保險杠橫梁壁厚進行了優(yōu)化．使用碳纖維增強復(fù)合材料設(shè)計保險杠結(jié)構(gòu)時，需要考慮復(fù)合材料的特性與保險杠結(jié)構(gòu)的可制造性和安全技術(shù)規(guī)范。

 

       有研究針對某款電動汽車保險杠輕量化設(shè)計的要求與結(jié)構(gòu)的可制造性，設(shè)計了一種整體式碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料保險杠，并以保險杠系統(tǒng)質(zhì)量最小為優(yōu)化目標，采用仿真分析方法，通過拉丁超立方采樣方法近似建模技術(shù)與遺傳算法對保險杠結(jié)構(gòu)進行輕量化優(yōu)化設(shè)計，以期為碳纖維增強樹脂基（ ＣＦＲＰ ）復(fù)合材料保險杠輕量化設(shè)計提供借鑒。有研究，通過對碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的準靜態(tài)、動態(tài)力學(xué)性能測試，完成了材料本構(gòu)建模．針對某款純電動汽車保險杠的輕量化設(shè)計要求與可制造性，設(shè)計了一種整體式碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料汽車保險杠，并在有限元法仿真的基礎(chǔ)上，以耐撞性為約束對結(jié)構(gòu)進行輕量化優(yōu)化設(shè)計。