随着汽车工业和交通运输业的高速发展,汽车保有量急剧增长,道路交通事故更加频繁,交通事故给人们的生命和财产带来了严重的灾难。研究汽车的碰撞安全性能,提高其耐撞性成为各国汽车行业研究的重要课题。为了提高汽车的碰撞安全性能,迫切需要发展相关的设计与改进技术。论文首先对汽车被动安全领域模拟计算方法进行了分析,并对动态显式有限元分析的基本理论进行了阐述。介绍了动态显式算法的基本原理,并对接触算法、沙漏控制、时间步长控制和初始穿透问题进行了阐述。对汽车白车身有限元模型进行了自由模态分析,并对白车身样车进行了模态试验。结合试验和数值仿真结果,对有限元模型进行修正来保证模型的准确性。在此基础上建立了整车的有限元模型,对整车模型进行正面碰撞仿真分析,得到碰撞过程中的能量曲线及相关数据,并对其进行分析来验证分析结果具有较高的精确性。根据GB11551-2003、GB11557的评价标准对车身速度、加速度进行分析,同时对成员安全区域关键部件前壁板和方向盘进行分析,并与评价指标进行对比来判断汽车安全性。提出DOE的方法对汽车安全性进行优化,介绍了DOE分析原理和DOE分析步骤。根据仿真分析合理选取了DOE分析因数和水平,建立正交表,根据试验方案进行仿真,并对结果进行直观分析、方差分析和显著性分析,得到最优的试验方案,对最优方案进行仿真分析,最后对优化结果和初始方案结果进行了对比。通过对比试验数据和全局能量分析,仿真分析结果具有很高的精确性。优化结果表明优化方案相比初始设计方案明显降低了车身加速度,增强了汽车的耐撞性,提高了汽车的安全性。论文设计了汽车正面碰撞优化分析的流程,提出了DOE设计方法来降低车辆碰撞加速度,为汽车正面碰撞安全设计与改进提供了有效的指导。