近年来，随着经济的快速增长，世界汽车保有量也在逐年增加，但同时也带来了一系列诸如能源枯竭、温室效应、粉尘及有害气体的排放等问题。因此，降低油耗、减少排放、提高安全性是当今全球汽车工业所必须面对的问题，而汽车轻量化则是实现汽车节能减排的一项重要措施。本文在LS-DYNA3D、LS-OPT等有限元模拟仿真软件的基础上，设计出了即能减重又能保证其碰撞安全性能的铝合金保险杠横梁并对其性能进行研究。参照原钢制保险杠横梁的外形及截面形状，在原实车装配空间允许的条件下，设计了弧线形和折线形两种铝合金保险杠横梁。根据原钢制保险杠横梁前端面的刚度及整体刚度的要求，基于LS-OPT等软件对弧线形保险杠横梁的截面进行尺寸优化设计，得出一种中空带两条加强筋的薄壁铝合金挤压件，其质量为2.25kg，较原钢制保险杠横梁减重39.5%。通过三点弯曲及摆锤碰撞仿真验证发现改进设计的弧线形铝合金保险杠横梁的刚度要优于原钢制件。通过不同工况、不同速度的碰撞仿真，研究了三种保险杠横梁在碰撞过程中的变形行为及吸能性能，并与20km/h的实际台车碰撞试验进行对比分析。研究表明：无论是在低速还是高速台车碰撞仿真过程中，两种铝合金保险杠横梁的吸能性能均要优于原钢制件；实际碰撞过程中保险杠横梁的变形结果、加速度曲线均与仿真结果吻合较好；弧线形铝合金横梁台车的加速度变化较原钢制件的更为平缓，最大峰值更小；折线形铝合金保险杠横梁出现明显的向内偏折现象，在整车碰撞过程中可能会损坏横梁后端的水箱、导风板等易损件。分析100%整车正面碰撞过程中的整车变形、假人伤害及气囊匹配等情况发现，在整车碰撞过程中，车身变形状况良好，假人并未受到明显的伤害且与气囊的接触状况良好；车身B柱加速度变化较为平缓，并未出现过大峰值。由此可知，弧线形铝合金保险杠横梁与原车匹配较好，可替代原钢制件使用。