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。白车身刚度是车辆结构可靠性和整车安全性能的重要评价指标,因此对白车身进行弯曲刚度和扭转刚度的分析是整车开发设计过程中必不可少的。研究车身主断面对白车身刚度性能的影响,对于改进白车身结构,改善车辆的刚度,提高车辆安全性和可靠性,具有十分重要的工程实际意义。因此,车身刚度是车身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;根据车身拓扑结构与车身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,提出了车身刚度链设计方法;建立了基于线框的车身简化几何模型,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,确定了各主断面的材料分布;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;最后本文根据汽车车身结构概念设计的特点,研究了车身结构概念设计分析软件系统,使设计者在同一平台上即可完成整个车身结构概念设计的过程,实现了 CAD数据与CAE数据的集成,大大提高了设计的效率,为车身设计人员提供了一种全新的设计工具。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。