以往的抗撞结构设计只需满足安全性指标,虽然它既要碰撞最大加速度小又要结构最大变形量小,但可行域有交集。随着安全法规的完善,新增了导向性指标,但导向性要求抗撞结构有极高刚度,使同时满足碰撞加速度小(吸能指标)与导向性能好(导向指标)的刚度可行域为空集,导致现有单层规划优化方法已经无法解决抗撞结构吸能与导向兼顾难题。本文研究抗撞结构吸能与导向之间存在的主从关联特性后,分别确定吸能与导向性的定量评价指标,对两者主从关系进行界定并建立了主从关联优化模型。针对吸能导向优化问题求解进行分析可知,从数值优化角度无法解决吸能与导向主从关联优化问题。基于此,本文结合耐撞性拓扑优化方法和抗撞结构主从关联优化模型,通过创新性地引入导向刚度补偿方法,提出了一种主从关联耐撞性拓扑优化方法,并作出详细的阐述。该方法解决了抗撞结构同时满足吸能与导向性要求的可行域为空集时的拓扑优化问题,将有效解决具有主从关联特性的吸能导向抗撞结构优化设计问题。为了验证方法的可行性,文章通过两个工程实际问题进行了方法的论述及验证:一方面,针对车辆在小偏置导向与正面碰撞吸能难以兼顾难题,以纯电动汽车为例,对车头抗撞结构开展主从关联耐撞性拓扑优化及有限元仿真分析来验证方法的适用性。通过仿真结果进行定性和定量分析,得出:车辆能够在25%小偏置碰撞中有优越的导向性且在100%正面碰撞中吸能效果良好,对提升汽车被动安全防护性能意义深远。另一方面,面对亟待解决的乘用车追尾碰撞安全性问题,在研究了乘用车-半挂车追尾碰撞相容性后,运用主从关联耐撞性拓扑优化方法对车尾后下部防护装置进行优化设计。仿真分析结果表明:优化后的结构能在正面追尾碰撞中防止乘用车下钻且吸能特性优越,具有良好的耐撞性能;此外,在小重叠率的追尾碰撞中能够使乘用车导向。优化结构有效解决不同重叠率的追尾碰撞安全性问题,保障了乘员生命安全。