本文从工程实际出发，以多材料混合轻量化设计为出发点，通过对车用轻量化材料的合理选用，同时重点考虑整车的正面碰撞和侧面碰撞安全性，对相关部件进行优化，并兼顾成本对轻量化的影响，对车身轻量化和耐撞性设计提供了一定的参考。本文以某车型为例，对车辆前部结构进行了轻量化设计和成本优化。运用析因设计法筛选出了五个对正面碰撞安全性影响最大的部件作为优化变量并对这五个车身前部关键部件的材料进行选型，将普通钢材、高强度钢材、超高强度钢材、铝合金等应用到车辆前部的结构设计中，建立了以质量和成本为变量的多目标优化模型。结合二次响应面近似模型和多岛遗传算法求解优化问题得到Pareto最优解集。结果表明，在正面碰撞安全性不损失的前提下，该设计有效地减轻了部件质量，同时降低了成本。本文以保证车辆侧面碰撞安全性为前提，对车辆侧围部件也进行了轻量化设计。运用全局敏感性分析法筛选出六个对侧碰安全性影响较大的优化变量。依据材料指数对优化部件的材料重新选型，将高强度钢材、热成型钢材和铝合金用于侧围部件的轻量化设计中。按照美国IIHS的评价标准，将B柱上离车底板300mm骨盆处和600mm胸腔处与驾驶员座椅中心线之间的距离作为整车的侧面碰撞安全性的评价指标，建立了考虑轻量化和材料成本的多目标优化模型，运用近似模型技术结合NSGA-Ⅱ算法求得该多目标优化问题的Pareto最优解集。这种优化设计方法融入了多材料设计的理念，结合工程实际，为车身的结构轻量化设计提供了一种参考。