随着全球能源问题、环境问题日益严峻,节能环保已成为各国关注的焦点,混合动力车以低能耗、低污染等优点逐渐成为传统汽车行业发展的主要方向。对车身进行轻量化研究可以有效地降低整车质量,延长续航里程。本文研究对象为河北某公司自主研制的混合动力汽车,在白车身有限元分析的基础上进行了轻量化研究,并对优化后的车身进行了疲劳寿命估计。其主要研究内容如下:(1)根据企业提供的图纸建立白车身三维模型,通过模型参数化将其导入ANSYS Workbench软件中,对其进行前期模型检查、简化、分网等工作,最终得到白车身有限元分析模型;对白车身进行弯曲工况、扭转工况的静力学仿真分析,校核白车身在两种工况下的刚度和强度,结果表明白车身刚度略有不足,车身强度满足其性能使用要求;对白车身进行自由模态分析,获取白车身前18阶自由模态频率及模态阵型,计算分析表明白车身有效避开了由路面、电机、轮胎和传动系统等引起的常见激振频率,避免了共振现象。(2)结合上述有限元分析,使用新能源材料SMC代替车身非主应力区,以白车身部件板厚作为设计变量,通过灵敏度分析,对车身性能影响不大的设计进行删除;使用中心复合设计方法对设计变量进行样本采样,对其148组样本点采用Kriging模型构建响应面,以车身质量最小为目标、车身性能为约束,基于MOGA遗传算法寻找最优解,经优化计算,实现白车身减重9.81kg,车身性能均有提升,实现了轻量化目标。(3)对优化后白车身进行疲劳寿命分析。通过ADAMS软件搭建整车动力学模型,根据路面信息选取随机路面谱,通过ADAMS软件仿真得到白车身关键节点载荷谱,基于材料S-N曲线及Miner疲劳损伤理论,在n Code疲劳分析软件中进行疲劳寿命分析,得到白车身最小疲劳寿命循环次数为2.788e+07次,满足设计要求。本文通过对混合动力汽车车身结构特性进行分析,并提出轻量化设计方案,为今后新能源汽车轻量化设计提供了一定的参考价值。