摘 要：为使白车身结构轻量化，以降低整车质量，本文以某MPV的白车身作为研究对象，首先建白车身有限元模型，计算车身弯曲扭、转刚度对车身的料厚的灵敏度分析，结合灵敏度系数对车身轻量化优化设计，并进行刚度和碰撞性能分析验证，经验证满足目标要求。本次研究结果对车身轻量化优化具有重大指导意义。
关键词：灵敏度；轻量化；刚度
随着越来越多的消费者购买汽车，改善人们生活水平的同时，其燃油、排放也为能源供给、环境保护和道路交通安全也带来巨大压力。因此节能减排也成为汽车工业面临的一个重大挑战。汽车的轻量化也成为实现节能减排的一个重要手段，有试验表明，汽车质量没减轻10%，油耗下降6%-8%，排放量下降4%，同时可直接提高汽车的比功率，使得汽车的动力性能提高，因此汽车轻量化技术对降低油耗、减少排放的起着至关重要的作用[1]。
目前汽车轻量化技术已经成为汽车工业界的研究热点，汽车轻量化是指在保证汽车原有的行驶安全、结构强度、舒适性等性能不降低，汽车造价不被提高的前提下，有效地减轻汽车的重量；主要采取材料轻量化和结构轻量化两种方式实现汽车的轻量化目标[2]。本文则采用结构轻量化方式对白车身主要结构的料厚进行轻量化优化，结合弯扭刚度对结构料厚对的灵敏度实现对白车身高效的轻量化优化。
1 车身结构灵敏度分析
1.1 灵敏度分析基本理论
灵敏度是优化设计中某个设计变量的变化对系统的结构特性的影响程度，即结构性能参数Ti对设计参数Xi变化的敏感性，可表示为[3]：
在有限元线性静态的优化分析中，约束和目标函数均可能为静力平衡方程位移解的响应，由于弯曲和扭转刚度的载荷F均为常量，因此目标函数或约束等有关节点位移函数的性能参数对设计变量的灵敏度可表示为下式[4]，其中T表示为结构性能参数，d表示为性能参数相关的节点位移，x表示为结构变量：
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