汽车轻量化可以减少油耗，提高燃油经济性，降低尾气排放，根据每年的欧洲车身会议，轻量化是目前全球范围的重点研究的工作之一。车门作为白车身的重要开闭件，足够的刚度、优良的振动特性以及疲劳耐久性能是车门的重要属性。目前，车门轻量化主要有三个方法：结构优化、轻质材料替换及采用先进工艺。铝合金是最常见的轻质替换材料之一。在车门的轻量化设计中，保证性能的前提下，铝合金替代普通钢将实现车门的大幅度减重。本文针对某公司改款车型的轻量化项目，以上下扭转、下垂及模态四个工况为分析基础，通过灵敏度分析筛选优化零件，对车门进行了钢与铝合金替换。在结合试验设计、响应面法建立近似模型，提出了近似等刚度的材料替代的优化方法。本文的主旨是考虑车门的性能前提下，对车门进行铝合金材料的替换，实现铝合金车门零件的优化设计。论文的主要研究工作如下：(1)本文首先建立了车门的有限元模型，并对车门进行了初始的上下扭转、下垂及模态的分析。通过与车门相关试验进行对比，验证了有限元模型的可行性。对车门的17个零件进行了上下扭转、下垂及模态的灵敏度分析，并对各个零件进行排序及分析。由于直接灵敏度的局限性，本文的工作将零件的尺寸信息考虑进去，然后根据零件的相对灵敏度值，对车门的零件再次排序及分析。结合上述的分析与车门的实际结构，筛选出了具有轻量化潜力的9个零件。(2)根据等刚度的原理，提出了近似替换公式，运用该公式对车门的零件进行了铝合金替换普通钢，并提出η的轻量化评估系数。对替换后的铝合金车门，进行了上下扭转、下垂及模态有限元分析。(3)运用拉丁超立方试验设计方法抽取车门上下扭转工况、下垂工况及模态工况的样本值。根据采集的样本值，通过最小二乘法建立车门9个零件厚度变量的二阶响应面模型。经过精度检测，上述近似模型可以替代原来的有限元模型，建立多工况的优化模型。(4)采用多目标遗传算法，以铝合金车门的质量和下垂位移为目标函数，上下扭转位移及一阶模态频率为约束条件，对铝合金车门进行了优化设计，建立非劣最优解集。根据车门的实际结构及生产工艺，选取了一组合适的优化解。对优化后的铝合金车门的四种工况进行了验证，验证结果表明优化后的铝合金车门符合标准。