伴随着环境、能源等问题的日益突出,世界各国都在致力于发展新能源汽车,纯电动汽车因零污染、技术相对成熟,成为重点研究目标。然而纯电动汽车面临续航里程短、充电难等困境,车身轻量化可以减轻汽车重量,是提高纯电动汽车续航里程的重要途径之一。车身轻量化设计实际上是以性能为主导的整车正向设计,而目前我国大多汽车厂商仍然沿用传统逆向设计,制约了轻量化的发展。因此,研究车身正向自主开发和轻量化技术,对于提高我国汽车研发能力,加快我国迈向汽车强国步伐具有重大意义。车身概念设计是整车开发中重要环节,本文重点研究了适用于车身正向概念设计的薄壁梁刚度设计方法,并将轻量化理念引入车身概念设计阶段,进行车身梁的主断面参数优化。首先,以微型电动汽车车身为实例,以车身总布置和基本结构参数为起点,针对概念设计阶段车身结构信息缺乏,使用拓扑优化方法并综合考虑5种典型工况进行多目标拓扑优化设计,确定车身梁的骨架模型,从而提取车身简化几何模型。其次,考虑车身梁为薄壁结构,结合薄壁结构翘曲特性,使用Vlasov梁理论推导出任意封闭的单室截面梁的力学模型,建立薄壁梁14个状态向量与15个截面属性之间的力学关系。接着,以车身梁接头为耦合节点,利用传递矩阵法,构建了整体车身梁的刚度链模型,建立车身主断面属性与车身刚度之间关系,并通过与有限元分析结果和已有刚度链方法计算结果三者之间的对比,验证本文所提出的车身薄壁梁刚度设计方法的有效性。最后,为进一步提升车身轻量化效果,对车身主断面进行两层优化,分别以弯曲和扭转刚度为性能约束以及多材料成本为约束,结合本文提出的车身薄壁刚度分析模型,使用遗传算法进行优化,结果表明轻量化效果明显。本文的研究考虑了薄壁梁的翘曲变形等因素,提升了车身刚度链求解精度,同时,提出了适用于概念设计阶段的车身轻量化方法,为车身正向开发和轻量化设计提供了参考。