尾门作为汽车车身系统的一个极其重要的开闭件,其布置设计的好坏将直接影响到汽车整体的美观性、使用方便性及安全性,同时也涉及到环保和节能问题,因此对尾门进行布置设计及轻量化研究是很有必要的。本文以企业某款微型客车的尾门为研究对象,首先对尾门结构进行布置和设计,然后对其进行性能分析,最后依据其分析结果对该尾门进行轻量化研究。具体的研究内容与成果如下:(1)对尾门进行了布置和设计:首先确定了尾门的A面造型,然后通过尾门各个重要零件的主断面图完成对尾门铰链、气弹簧、限位器、后雨刮、尾门锁及外手柄的布置,接着对尾门内外板、气弹簧、后雨刮、密封条进行设计,最后对完成布置设计的尾门进行运动仿真分析,检验尾门布置设计的合理性。(2)将布置设计好的尾门模型导入有限元分析软件HyperMesh中进行前处理,再建立尾门的模态频率、抗凹性、扭转、下垂、横向和弯曲等刚度的有限元模型,最后对其进行各项性能的CAE分析与评价,与企业标准进行对比,结果各项性能都满足设计要求,其中模态频率和弯曲刚度有点接近临界值,需要进一步的优化,并且整体性能还存在很大的轻量化空间。(3)依据尾门的有限元分析结果和工程经验,通过灵敏度分析法对初选的11个零件厚度进行筛选,选出6个零件厚度作为设计变量,然后利用最优超拉丁方实验设计方法进行样本点的采集,接着运用响应面法建立尾门质量、模态频率、刚度和抗凹性的数学近似模型,并检验其近似模型的精度。最后以尾门质量最小、弯曲刚度施加载荷处变形量最小和第一阶模态频率最大为目标函数,以尾门其他性能的企业要求为约束,采用AMGA遗传算法,对尾门进行多目标优化,结果得到尾门质量与第一阶模态频率、弯曲刚度加载点位移量的Pareto非劣解,并从中选出满足条件的最优解。(4)以初始优化后的设计变量作为稳健性优化的初始值,联合响应面近似模型、蒙特卡洛模拟技术、AMGA遗传算法与6σ稳健性优化技术对尾门结构进行了稳健性优化。最终尾门第一阶模态频率由初始值(30.67Hz)提高到34.756Hz,远远避开了30Hz的最小界限值,提高了尾门模态性能的稳健性。尾门重量减小了2.28kg,达到9.76%,减轻效果十分显著。尾门的弯曲刚度施加载荷处的变形量与初始多目标优化方案相比减幅很小,且质量水平也没变,但是其标准差由0.197减小到0.087,说明其稳健性得到了大大的提高。