随着我国轨道车辆技术的不断发展,车辆的被动安全性成为当前研究的重点问题之一,而设计有良好耐撞性的车体是其基本的解决方法。本文利用数值仿真技术,以铝合金地铁车辆为研究对象,基于车体被动安全性设计理念,对车体端部吸能结构进行优化设计并评价优化前后车体耐撞性能。首先,本文阐述了轨道车辆被动安全性设计的背景及研究意义,简要介绍了车体碰撞的研究方法及仿真模拟的基本原理和关键技术。其次,建立地铁车头车有限元模型,利用OptiStruct软件对车端吸能结构吸能梁的分布进行研究。参照车辆碰撞过程中理想四级吸能顺序,结合PAM-CRASH碰撞仿真软件验证四种吸能结构的吸能特性。再次,采用Isight集成大变形碰撞仿真软件PAM-CRASH对选取的车体前端较优吸能结构进行尺寸优化。对于同一优化目标,当权重因子取不同数值时,观察权重因子对优化结果的影响。取得较优结果后,又结合OptiStruct对二级吸能梁进行拓扑优化,既实现了车体的轻量化设计,又进一步提高了地铁车辆的耐撞性能。最后,参考EN15227:2008标准,对铝合金地铁车辆原结构和优化后结构依据标准中给定的运动列车以25km/h撞击静止列车,分别进行碰撞仿真分析,从碰撞结果中的纵向平均减速度、轮对抬升量以及生存空间等指标来对比分析两次计算结果,从而全面对列车的耐撞性进行评价。论文研究表明:合理的改变车端吸能结构布置,再经过尺寸优化和拓扑优化,车体吸能结构的性能有了一定的提高,达到了改善车体被动安全性的目的。通过本次论文的研究,对今后轨道车辆被动安全性具有一定的借鉴意义。