承载式车身结构普遍适用在现在轿车车身的设计中。承载式车身结构因不再涉及到车架,于是轿车整车质量减小,整车重心有所降低,汽车的安全性、舒适性及燃油经济性得到提高。目前汽车车身的设计目标追求的是质量小,刚度高。有限元分析是汽车设计过程中的重要步骤,能够使车身设计的效率显著提高,整个设计过程更加规范、系统。实验模态分析在汽车设计过程中不可或缺的一部分,能够对通过有限元分析方法得到的结果进行修正,使整个设计更加可靠。本文的研究内容包括以下几个方面:1.将轿车白车身CATIA模型导入到有限元软件ANSYS之中,在基于有限元原理的基础上建立车身有限元模型,其中包括白车身几何模型简化、白车身模型网格划分和各部分结构的连接,单元属性的选择,及其过程中的其他注意事项。2.对轿车白车身弯曲刚度和扭转刚度的计算方法进行了学习。建立了弯曲工况和扭转工况下的约束和加载。计算了白车身的静刚度,其中包括静止状态下的弯曲刚度和扭转刚度计算,并对白车身进行了计算模态分析。3.对白车身的模态实验设备进行了解、应用,并按步骤建立白车身几何模型,测得白车身的实际固有模态频率,与计算模态频率进行对比,验证了有限元模型的准确性。4.在轻量化设计理论为基础上,对车身板材进行最优分配,以车身质量为设计目标,白车身的一阶弯曲模态、一阶扭转模态为约束条件,车身板厚为主要改进对象,对白车身各部件进行了灵敏度分析。根据灵敏度分析的结果选取白车身的某些部件板厚作为设计变量减轻车身质量,实现白车身轻量化。