传统的车身结构设计多采用统计、类比和经验的方法,主要关注车身的静态性能,而对动态特性考虑较少。汽车朝着高速化、轻量化发展,使得车身在研发阶段,有必要关注其动态性能,以具备良好的静、动态特性。因此,对车身结构进行动态设计技术研究变得非常重要。动态设计主要包括建立准确的动力学模型和动态优化设计两部分内容。本文以某国产轿车为例,利用有限元理论、模态分析、瞬态动力学和优化设计理论对车身结构进行了动态设计研究,具体进行了以下方面的研究:首先,根据有限元模型和焊点模型建立原则,建立了白车身有限元模型;采用理论模态与实验模态、以及静刚度分析结果与实验结果相对比的方法,从动态和静态两个方面验证了有限元模型具有较高的准确度。其次,基于白车身模型,建立了瞬态动力学分析模型,分析了两种路面激励下的车身结构振动响应,通过自功率谱密度分析得到:在4~12.5Hz频率范围内,各测点的振动加速度能量较大,对车辆的乘坐舒适性影响较大。然后,对车身结构进行了一阶扭转模态灵敏度分析和扭转刚度灵敏度分析,根据灵敏度分析结果,选取20个对两者比较敏感的板件为优化变量,以一阶扭转模态为优化目标,车身质量和一阶弯曲模态为约束变量,对车身结构进行优化设计。并从模态分析、刚度分析和瞬态动力学分析三个方面对优化结果进行评价,结果表明:优化后车身结构的一阶扭转模态频率提高、刚度加强、振动性能改善;同时证明了基于灵敏度分析选取优化变量方法的可行性。