随着市场竞争的加剧，汽车企业迫切需要缩短新产品的研发周期、快速推出新车型。对一款汽车来说，底盘生存周期在10年左右，而车身的生存周期只有3至5年，因此车身的外形、性能及更新换代的速度在很大程度上决定了汽车品牌竞争力。概念设计阶段在车身设计流程中占有关键的地位，此阶段确定的车身包络空间、截面、接头等在详细设计阶段都难以再行更改。刚度性能作为评价车身承受载荷能力的重要指标，决定了车身结构布置和关键零部件结构，因此，车身刚度是概念设计阶段必须重点关注和解决的关键技术问题。研究概念设计阶段的车身刚度分布及关键结构设计，对于提高整车性能，缩短设计周期具有重要意义。本文的研究围绕概念设计阶段的车身刚度分布问题展开。在车身概念设计阶段的关键技术的研究基础上，提出了车身正向概念设计流程；针对概念设计阶段的特点，提出了车身简化模型建模方法；根据车身结构拓扑与刚度分布紧密关联和相互影响的特点，依据刚架结构理论、梁单元概念和传递矩阵法，创新性地提出了车身刚度链设计方法；以某款车身的A级曲面为设计依据，建立了基于线框的车身简化模型，确定了18个主断面位置，推导了以主断面为节点的车身刚度链数学模型；针对车身刚度分布问题，研究了基于车身刚度链的整体刚度优化分布方法，建立了车身弯曲刚度优化分布问题的数学模型，利用遗传算法进行了求解，确定了主断面的当量刚度；通过对比已有近似标杆车CAE模型的刚度仿真结果，验证了刚度优化分布方案的合理性以及车身刚度链方法的有效性，并修正了车身刚度链数学模型使其精度提高；最后研究了基于刚度性能的车身主断面优化设计方法，提出了先拓扑优化、再尺寸优化的设计流程，以门槛梁主断面优化设计为例进行了建模求解，得到了不考虑加强板的具有形状信息和参数信息的主断面结构，为后续详细设计打下了基础。本文的研究为国内汽车企业开展正向概念设计提供了有价值的参考，为提高我国汽车行业的自主研发水平探讨了新思路。