随着汽车行业的迅速发展，汽车保有量的不断增加，安全性设计在汽车设计中所占的地位越来越重要。由于在安全性设计过程中会考虑到各方面的因素，所以多目标优化作为一种处理多个目标的优化方法能很好地应用在汽车的安全性设计中。本文利用汽车的正面碰撞、侧面碰撞和翻滚模拟，通过多目标优化对汽车结构进行优化设计。在优化的过程中考虑到不确定性对优化结果造成的影响以及有限元仿真与试验数据之间的差别。本文的主要研究内容如下：（1）将一种考虑不确定性的微型多目标遗传算法应用于汽车正面碰撞结构的优化中。在优化的过程中，考虑到材料参数不确定性对优化结果的影响，利用椭球分析方法处理多目标优化模型中的目标函数和约束函数。在结果中利用区间来表示不确定性造成的影响。（2）将一种考虑不确定性的微型多目标遗传算法应用于汽车侧面碰撞结构的优化中。考虑到材料参数的不确定性，在优化的过程中利用椭球分析方法处理多目标优化模型中的目标函数和约束函数，得到了在不确定性影响下的优化结果。（3）通过试验得到某种材料的特性参数，并利用多目标优化对应用该材料的汽车翻滚模型进行结构参数优化。由于材料参数会在前期的加工和后期的时效处理等过程中产生一定的变动，在对翻滚模型的结构参数进行优化前，利用与车身部分结构相同的材料制成吸能筒模型，通过试验与仿真相结合反求出材料的特性参数，然后将反求得到的试验结果应用于优化模型中。