近年来,中国的汽车工业实现了快速发展,成为世界第一的汽车产销国。为满足日益增长的市场需求,汽车企业越来越重视新车型的开发,以求缩短开发周期,提高设计与生产效率,以抢占市场,保证企业长期高效获取利润。新车型开发的离不开正向设计,而国内汽车企业在正向设计领域起步较晚,仍有巨大的发展空间。汽车的正向开发设计一般由三个阶段构成,分别是概念设计阶段、整车详细设计阶段、产品完善阶段。车身作为汽车最重要的总成之一,其总体结构与空间布置在概念设计阶段完成,故如何提高车身在概念设计阶段的设计效率,成为影响整个汽车开发周期中的关键。本文研究内容得到了广汽集团研究院创新项目的支持,致力于研究一种可用于概念设计阶段针对正碰问题进行优化设计的框架车身模型建模方法,能够在正向设计早期预测评估车身的碰撞性能。为满足概念设计阶段的使用,同时对建模过程与优化进行二次开发,实现设计流程自动化与一体化,为工程应用提供参考。分析了国内外近年来在车身概念设计方面的研究成果,讨论了概念设计阶段在汽车设计流程中的重要性。对目前常用的概念车身模型的基础,如车身、接头的建模方法等进行了系统研究与优缺点对比,选择适用于本文研究内容的建模方法。在概念车身模型中引入塑性铰,介绍分析了以Kecman理论模型为基础的箱型薄壁梁弯曲变形过程。针对白车身框架模型,先建立局部的塑性铰模型与接头简化模型,通过有限元仿真与详细模型对比分析,验证了这两种基础模型的准确性。根据一定的简化车身建模准则,建立该乘用车对应的梁壳混合框架车身,同时赋予其塑性铰模型与接头简化模型,在低速碰撞的要求下对其进行正碰仿真,并与详细整车模型在同条件下对比分析,计算结果表明,建立的框架车身模型在常用碰撞性能评价指标中能较好描述详细整车模型,满足概念设计的要求。为实现概念车身模型建模与优化一体化与自动化,基于Tcl/Tk语言,在Process Studio与Process Manger平台下建立完整的建模与优化流程,包括车身网格划分,接头生成,定义塑性铰,有限元分析,优化设计,最终建立了支持碰撞优化的轻量化车身框架模型。经过企业的系统测试,结果表明,本文提出和实现的概念车身建模方法可用于概念设计流程自动化,能够进行基于正面碰撞的优化设计,使开发人员在车身设计早期对车身碰撞性能进行评估与分析。优化得到的参数信息可为后续的详细设计阶段提供参考。