被动安全作为汽车安全性能提高的一种重要影响因素,一直是国内外研究的热点,对汽车工业的可持续发展有着至关重要的作用。汽车防撞梁作为汽车车身碰撞中首先受到撞击的部分,其的轻量化与耐撞性研究的重要性不言而喻。轻量化材料是实现汽车轻量化的重要途径之一,其中纤维增强复合材料作为新型材料,因其比强度高、比模量大、密度低等优异性能,在航空航天、车辆工程等领域得到广泛应用。本文以汽车防撞梁作为研究对象,以复合材料基本力学基础、碰撞仿真分析理论基础和复合材料优化设计方法为理论,运用Matlab软件与Ansys软件结合,实现二次开发,基于国内GB17354-1998低速碰撞标准,将碳纤维树脂基材料(T300/YPH209)应用于防撞梁的结构设计中,并作出如下研究:(1)根据现有的遗传算法理论,提出一种改进的自适应遗传算法调节公式,同时考虑到父代种群中适应度均值与个体适应度的关系,迭代次数与最大交叉、最大变异概率之间的关系,结合二维Rasrtigrin测试函数对改进后的自适应遗传算法进行性能测试。(2)以某车型复合材料汽车防撞梁为原型,提出一种考虑结构与材料两个层面的影响,实现防撞梁结构/材料双尺度协同优化方法,并模拟均布载荷下,防撞梁的优化分析。根据仿真结果得到:协同优化后,在满足层合板铺层准则和材料强度前提下,防撞梁的强度比升幅为81.41%,前端面上的最大Von Mises应力降幅为56.4%。优化结果达到预期效果,所提出的优化设计方法解决传统优化仅考虑单一层面导致优化结果并非整个设计空间最优解的问题。(3)依据国内GB17354-1998碰撞标准,对防撞梁进行低速碰撞工况下有限元分析,以防撞梁结构参数与材料参数为设计变量,以最大截面力、碰撞最大减速度、防撞梁质量为约束条件,以吸能值最大为优化目标建立单目标碰撞性能优化问题,并通过上述的改进的自适应遗传算法对优化问题进行优化求解,得到整个设计空间内最优设计方案。