随着CAE技术的发展与推广,有限元分析已经成为汽车设计的重要环节。无论是在车型改造,还是新车型的研发阶段,利用有限元法对产品进行结构分析与优化可以提高设计品质,缩短研发周期,节省研发费用。本文以国内某型轿车白车身为研究对象,对轿车白车身结构动静态性能和轻量化进行分析研究。基于有限元理论,建立白车身有限元模型,运用有限元软件对白车身结构进行模态和刚度分析。模态分析得到白车身前10阶模态的频率与振型,其模态频率较高,振型分布均匀合理,无共振现象。刚度分析得到白车身结构的弯曲刚度和扭转刚度值。与国外同类型车身结构刚度参考值相比较,该车身结构的弯曲刚度略有不足,扭转刚度符合要求。利用灵敏度分析原理,在白车身结构刚度和模态特性的基础上,计算白车身结构一阶扭转模态、一阶弯曲模态、弯曲刚度与扭转刚度对构件厚度的灵敏度值。通过相对灵敏度的计算,引入综合相对灵敏度定义。该定义综合考虑了车身弯曲刚度、扭转模态和车身质量与部件厚度的灵敏度关系,可以快捷、全面的筛选出“适宜”优化的构件。结合优化设计理论,利用尺寸优化设计方法,以构件的厚度作为设计变量,对车身结构进行轻量化分析。将重新校核的模型与原模型进行对比,优化后的车身结构动静态性能均有提高,轻量化效果明显。