近些年来,我国汽车工业飞速发展,汽车产销量连续多年超过2000万辆,截止2015年底,我国机动车保有量达2.79亿辆,其中汽车数量超过了1.72亿辆,汽车产业为推动经济发展做出了重大贡献。但是,汽车工业的快速发展所带来的负面影响也日趋严重,石油短缺,空气质量恶化,安全事故频发,严重影响人类社会的健康发展。“节能,安全,环保”成为当今汽车工业发展的三大主题,汽车轻量化已经成为应对上述问题的迫切需求。轿车车身重量约占整车重量的40%,且车身总成结构比较简单,很容易进行轻量化优化,因此,车身轻量化设计已经成为世界汽车发展的重要趋势。本文结合企业实际项目,对某国产车车身前端结构进行了轻量化设计,具体内容如下:对SFE CONCEPT参数化建模进行了介绍,并建立了目标车型白车身的前端结构参数化模型,并将白车身前端结构参数化模型和后端结构有限元模型进行了耦合,生成了用于静态弯扭刚度及模态分析的白车身模型;将车身、发动机、底盘等模型进行连接,生成了用于100%正面碰撞仿真分析的整车模型。对目标车型的初始车身有限元模型以及由SFE CONCEPT建立的参数化有限元模型进行仿真,分析了车身静态弯曲、扭转刚度,主要低阶模态频率、振型以及100%正面碰撞的B柱加速度等性能,验证了所建的参数化模型符合精度要求。结合优化技术,借助优化设计平台Hyperstudy,选定14个截面形状、板材厚度等设计变量,以前端结构质量最小、优化后模型左右两侧的B柱加速度峰值小于优化前的值为优化目标,以目标车型优化后白车身的静态弯扭刚度、一阶弯曲模态频率、一阶扭转模态频率性能优于参数化耦合模型为约束条件,进行了轻量化求解,对优化设计变量结果工程修正后得到了优化设计方案。将优化设计方案带入到车身结构中,最终优化后的车身前端结构重量为95.04 kg,与减重前的100.2 kg相比,减重5.17kg,降低了5.2%,静态弯扭刚度、一阶弯曲模态频率等性能指标降低不超过3%,仍能满足性能要求,而且一阶扭转模态频率,100%正面碰撞时的B柱加速度等性能得到了优化,说明取得了较好的轻量化设计效果。