为了减少污染、保护环境、实现可持续化发展,以纯电动汽车为主的新能源汽车已作为国家战略重点。纯电动汽车用电动机代替传统车中的发动机,用电能代替燃油为汽车提供动力源头。由于纯电动汽车续航里程的要求,动力电池会增加汽车的重量,给汽车的轻量化提出了更高的要求。其中,车身的轻量化设计是当前纯电动汽车研究的热点之一。为了解决居民区到公交车站的“最后一公里”,本文根据穿梭巴士的车型,以铝合金型材作为车身基础材料,并通过结构优化的方式实现纯电动客车铝合金车身的轻量化设计。本文首先根据车身的基本需求参数(车身的长宽高,轮距,载客数,门窗位置等),设计出车身拓扑优化空间。空调布置于车身顶棚前端,电池布置在车身座椅下方,门窗等其他部件的载荷分布在了车身侧围,而乘客以及司机的质量被相应地分布在车身地板上。然后根据客车在实际行驶时的特点,设置了相应的约束。利用拓扑优化方法,在有限元软件Hyperworks中以车身结构柔度最小,体积分数不大于0.2的优化目标求得最佳拓扑优化结构。其次是车身具体结构的设计。本文根据拓扑优化分析的结果,参考其拓扑优化结构并结合工程实际中铝合金型材和连接技术,在CATIA中设计车身结构的分布形式。然后将设计好的模型导入Hyperworks中,划分好有限元网格,将拓扑优化中相同的质量分布在相应的梁上并在相应位置设置同样的约束,最后利用Optistruct求得在四种典型载荷下车身结构的变形和应力。通过分析结果与材料许用值的比较判断结构的合理性。除了强度、刚度,本文还求得了车身前六阶自由模态,并要求车身的低阶频率能够在一定的范围内以避免共振带来的危险。为了保证铝合金构件相互连接处的强度不降低,通常采用铆接、螺栓连接或加强板加螺栓的复合连接形式。本文车身铝合金构件的连接形式主要是螺栓连接和复合连接两种。为了保证车身结构连接部位的强度要求,本文对铝合金车身结构的典型连接形式进行了局部强度分析,结果表明连接结构处连接件的强度安全系数大于车身整体结构,保证了设计的铝合金车身结构满足全部的强度要求。