目前,轻量化作为节能、保护环境、提高车辆性能的有效途径已成为世界汽车工业的发展趋势。本研究结合市场需求,以课题单位所需的某汽车发动机罩板为研究对象,对其进行轻量化设计与耐撞性验证仿真。主要研究过程与结论如下:(1)针对研究对象建立了有限元分析模型并对其进行了网格划分。以某企业汽车发动机罩板(下文简称罩板)为研究对象,选取四种工况,得到了相应初始模型的应力云图和位移云图,为轻量化设计提供了数值依据。(2)分析不同材料对罩板轻量化效果的影响,预设三种材料替换方案并对其进行了有限元分析。从强度、最大变形量、减重效果及经济效益的角度对各方案进行了综合比较,为材料替换方案的确定提供了数据基础,为进一步结构优化提供了基础。(3)在材料替换的基础上,为满足静态刚度需求,设定位移、一阶模态频率为约束条件,以加权应变能最小为优化目标函数,选用了一种基于变密度法的罩板拓扑优化方案展开研究。对优化后的罩板进行了四种工况下的有限元计算,对比了优化前后罩板的性能和重量,得出了该优化方案是合理有效的结论。(4)对罩板进行轻量化设计以后,为验证在非线性瞬态冲击下的安全性,选用显式法建立了罩板的非线性瞬态分析有限元模型。对罩板进行了碰撞实验仿真,比较了轻量化设计前后罩板的碰撞变形量,并得出了该罩板安全性能也有保证的结论。总体研究表明,所选轻量化设计方案在满足刚度要求的前提下,减重比可达到29.8%,而且碰撞变形量也满足要求。