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随着时代的发展和人们生活水平的日益提升,汽车保有量在不断地增加,国家政策对汽车的排放和安全等性能提出了越来越严格的要求,汽车正往绿色环保电动化、安全舒适智能化方向不断发展中,而车身轻量化能够有效地解决汽车工业所遇到的能耗、环境保护和安全等问题,白车身结构的轻量化也备受学术研究者与各大车企的关注。首先,本文以某乘用车白车身为研究对象,建立了各工况下的白车身模型并分析了白车身低阶模态频率,静态弯曲和扭转刚度,左右乘员舱加速度峰值,并根据对应的各项目标值进行对比验证了模型的可靠性。其次,运用有限元软件建立灵敏度分析工况下的仿真模型,求解得到白车身各板件的直接灵敏度与相对灵敏度,根据灵敏度分析结果综合筛选出23个非碰撞安全板件的厚度作为设计变量,根据能量吸收曲线图筛选出吸能空间比较大的5个板件厚度变量以及一个材料变量作为正面碰撞安全板件的设计变量。然后,并联式地按照两个途径分别进行基于多目标优化的白车身结构的轻量化。针对白车身非碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据最优拉丁超立方试验设计方法设计出非碰撞安全相关板件设计变量的充足的样本点,对比各种近似模型方法的精度,确定建立椭圆基(EBF)近似模型,以白车身的质量最小、白车身的一阶弯曲模态频率和一阶扭转模态频率均最大为设计的目标,白车身静态弯曲刚度和扭转刚度为设计的约束条件,并基于第二代非支配排序遗传算法(NSGA-II)对白车身进行多目标优化,将优化前后的白车身性能和减重效果分别进行对比分析,优化后质量减轻8.6kg,相对于原白车身质量降低2.13%。随后,针对白车身正面碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据最优拉丁超立方试验设计方法设计出正面碰撞安全相关板件设计变量的足够多的样本点,对比各种近似模型方法的精度,确定建立响应面(RSM)模型,以白车身质量最小、左右乘员舱加速度峰值最小为设计的目标,以白车身静态扭转刚度、白车身的一阶弯曲模态频率和一阶扭转模态频率为设计的约束条件,并基于第二代非支配排序遗传算法进行多目标优化,将优化前后的白车身性能和减重效果分别进行对比分析,优化后质量减轻4.7kg,相对于原白车身质量降低1.16%。最后,将最终优化后的设计变量带入模型进行综合分析,对比分析轻量化设计前后的性能,白车身的弯曲模态和扭转模态、弯曲刚度和扭转刚度基本保持不变,白车身的左右乘员舱加速度峰值分别有一定幅度的降低,白车身正面碰撞性能有较高的提升,白车身质量减轻13.3kg,降低3.29%,轻量化系数降低了0.99,白车身结构的轻量化结果表明减重效果良好,对车身的轻量化设计具有一定的参考借鉴与实际指导意义。