夹层板结构具有较高的弯曲刚度重量比,在相同边界、加载条件下,它比单层金属板有更小的横向变形、更高的屈曲阻力和更高的固有频率。因此,通过合理设计夹层板厚度,可以在整体重量较低的情况下,得到类似单层金属板强度和屈曲性能的夹层结构。同时,考虑到材料属性广泛存在着空间随机性的特点,本文利用随机有限元方法,研究车身轻量化的工作,主要研究内容包括:（1）单层板与夹层板模型建立与分析基于单层板与夹层板的理论分析,通过利用MATLAB软件对板结构进行充分的网格划分,计算了板的位移、固有频率的有限元解,并与解析解进行比较以验证有限元方法的精确性,在此基础上,研究了夹层板材料不同属性对位移、固有频率、临界载荷的影响以及灵敏度的大小。（2）随机有限元方法及其应用以Exponential型随机场为例,研究了高斯型随机场的Karhunen-Loève展开法,通过利用函数逼近理论,研究求解随机场特征值问题的Galerkin方法;通过建立车身弹性模量和密度的随机场,并与有限元方法结合,研究了随机有限元分析的数值方法,计算了车身侧围在考虑材料随机性下的车身响应。（3）复合材料夹层板的车身轻量化设计研究通过研究单层金属板车身特性,选取适合的夹层板材料,建立复合材料夹层板厚度对位移、质量和第一阶固有频率的响应面;分别以不同的目标函数建立夹层板优化模型,进行确定性、考虑材料随机性的优化及可靠性优化,获得了车身侧围夹层结构设计。在此基础上,选取不同可靠性指标、随机场不同变异系数,对夹层结构进行双目标优化,分析了不同可靠性指标、随机场不同变异系数对优化结果的影响,结果表明夹层板可以很好替代单层金属板,工程中可以根据需求选取适宜参数,得到适合的复合材料车身侧围结构。