随着材料技术和汽车轻量化的发展,短纤维增强复合材料逐渐应用于汽车行业并且使用量在逐年增加。对短纤维增强复合材料力学性能研究主要以试验为主,仿真方面多以建立微观单细胞单纤维或多纤维结构模型研究纤维和基体之间应力传递和对纤维的影响,而对于短纤维增强复合材料宏观力学性能的仿真研究比较少。采用LS-DYNA中已有的材料本构模型,其本构模型不能完全考虑材料的力学性能,如短纤维增强复合材料具有各向异性、粘弹性、动态应变率效应,LS-DYNA的22#材料只能考虑各向异性和动态应变率。为了综合仿真模拟材料的力学性能,本文基于德国MATFEM公司CrachFEM失效模型研究带有断裂失效短纤维增强复合材料的力学性能。基于CrachFEM失效模型理论,开展了不同纤维方向和不同应变率的单轴拉伸试验研究材料的各向异性、粘弹性和动态应变率效应,同时也进行了多种断裂失效试验研究材料的断裂失效。根据单轴拉伸试验数据和已有的理论基础拟合材料弹塑性力学性能参数,根据断裂失效试验数据和CrachFEM失效模型拟合材料韧性正向失效极限曲线,编辑短纤维增强复合材料(PP+GF30)材料仿真卡片。同时建立单轴拉伸试验有限元模型,进行不同纤维方向和不同应变应变率的单轴拉伸试验力与位移曲线仿真对标,验证材料卡片对短纤维增强复合材料各向异性、粘弹性和动态应变率拟合精度;建立三点弯曲、穿孔试验的有限元模型,进行断裂失效试验的力与位移曲线的仿真对标,验证CrachFEM失效模型对短纤维增强复合材料断裂失效拟合精度,开发的材料卡片很好的描述了材料的力学性能。基于国标GB 11551-2014和GB/T 20913-2007建立整车正面100%重叠刚性壁碰撞有限元模型和正面40%重叠可变形壁障碰撞有限元模型。采用CrachFEM失效模型、常应变失效模型、GISSMO失效模型三种失效模型的材料仿真卡片,进行短纤维增强复合材料水箱支架整车级的碰撞仿真,分析水箱支架的断裂失效行为。并通过对左右两侧B柱加速度和A柱变形进行分析,可知采用短纤维增强复合材料水箱支架满足企业对整车碰撞安全性的要求。