快速发展的汽车行业在给人们生活带来便利的同时也存在环境污染,能源危机等社会问题。汽车轻量化技术是汽车减轻重量的有效手段,能够减少汽车耗能,提高汽车操控稳定性和舒适性。目前,轻量化设计从传统的结构优化上已经转变为轻质材料的使用、先进制造连接工艺的利用、结构优化相结合的优化方法,在保证汽车车身及零部件系统的强度、刚度、碰撞安全、NVH、耐久性等性能的前提下,根据不同部件的受力情况采用空心化、薄壁化、小型化和集成化的设计理念,减少汽车零部件材料的使用。虽然汽车轻量化在国内发展的速度很快,但目前绝大部分新车型设计都采用的逆向设计,通过市场调研,寻找多款竞争车型,然后通过对标分析,找到满足新车型性能要求的参数范围,再通过CAE优化设计完成新车型的设计。并且,汽车轻量化过程是需要多个部门共同协作的复杂过程,而且汽车轻量化重量目标的确定也是需要反复验证的。针对以上汽车轻量化设计研究存在的问题,本文从汽车轻量化正向集成开发流程、汽车轻量化进度管控和汽车轻量化开发关键技术研究三方面展开研究,主要研究工作体现在:(1)系统阐述汽车轻量化正向开发设计流程,包括前期研发阶段、详细设计阶段、设计验证阶段和批量生产阶段。同时,详细分析了汽车轻量化开发管控现状以及主机厂的轻量化设计组织架构,对目前轻量化开发过程中存在的问题进行梳理。(2)基于多元表征参数法建模,构建轻量化数据库,将轻量化系数与整车性能参数一一对应,研发更加完备的整车轻量化综合评价体系,使轻量化目标能够更好地分解到子系统及零部件中。同时,对整车轻量化过程进行管控,包括轻量化过程中的每个重要时间节点,确保汽车零部件及子系统在规定的轻量化重量范围内,保证设计开发进度。(3)详细分析汽车轻量化开发过程中关键技术,包括多元参数数据收集、多元表征参数方法及子模型构建、基于多元表征参数模型的数据库构建、建立整车轻量化综合评价体系以及整车重量目标分解等。最后,提出一种基于区域灵敏度的分析方法,分析汽车车身结构的重要区域性能灵敏度。将优化设计的区域从单个车身零部件转变为选定的结构区域。同时,利用空间多层形貌筋条特征优化技术,实现零件形貌沿着面法向的正反两个方向同时进行筋条形貌特征优化,为实现车身接头优化、焊点优化、截面优化打下理论基础,能更好的实现白车身的轻量化。