随着人们对环境和能源问题的日益看重，提高燃油经济性成为汽车的一个发展趋势，而在同等技术条件下，汽车的油耗和车重有着明显的线性关系，汽车油耗随着车重的增加而增加，因此，对汽车采取轻量化设计毫无疑问是提高燃油经济性的一个发展方向^[1]。

由此可知，车身轻量化是实现节能减排的重要手段。根据世界铝业协会的报告，汽车自重每减少10%，燃油消耗可降低6%~8%，排放可降低4%左右^[1]。而车身的质量占了整个汽车总质量的40%~60%，约70%的油耗是因车身而产生的。车门作为车身的重要组成部分，也是车身上一个独立的总成，是汽车上使用十分频繁的一个部分。车身直接关系到乘车人的舒适性和安全性，所以在保证舒适和安全的前提下对汽车车门进行轻量化设计是降低燃油消耗率、减少碳排放的一个有效方法。

1886年卡尔本茨发明汽车时还并没有轻量化的概念，轻量化的概念最先出现于赛车运动，通过更低的重量带来更好的动力性和操纵性，后来随着节能环保的提出，轻量化也普遍应用到了普通汽车上。现如今，汽车轻量化，当然也包括车门轻量化，主要从结构优化设计、轻量化材料的应用和先进制造工艺三个方面进行^[2]。此外，车门设计还要从安全性、舒适性等方面综合考虑。

结构优化设计是应用最早的轻量化技术，也是现如今最成熟的轻量化技术，早在1970年后，美国通用汽车等公司就开始探索将有限元分析应用于汽车设计，到1990年后，随着CAE技术的发展，在汽车领域的应用也越来越多^[3]。现如今采用的多是尺寸优化、材料优化、拓扑优化、多目标优化相结合的方式^[3]。拓扑优化是在一定空间区域中，给定一定的约束条件寻求最佳材料分配的一种结构的设计方法，沈阳理工大学的王铁等人就利用有限元分析软件LS-DYNA对轿车车门防撞梁进行了仿真分析^[4]。湖南大学的唐涛等人利用NSGA-Ⅱ对轿车车门的抗撞性进行了多目标优化^[5]。Feng Xiong等人利用灰色关联分析和主成分分析对汽车车身进行了轻量化设计^[6]。同济大学的高云凯^[7]和华南理工大学的邓骏鸿^[8]等人也对多目标优化在车门轻量化设计中的应用做了详细的介绍。针对汽车碰撞过程中的安全问题，天津科技大学的郑会景[9]和重庆理工大学的王希杰[10]分别用Truegrid、Hypermesh进行了模型分析前处理，用Ls-dyna对碰撞进行了有限元仿真分析。

在轻量化材料方面，通过康斌^[11]对国外汽车轻量化的研究可知，现在汽车用钢中高强度钢和超高强度钢的比重不断增加，安赛乐米塔尔的S-in motion项目采用高强度钢对汽车43个部件做了轻量化优化；重庆交通大学的王伟采用铝合金代替车门内外板的普通钢钢板对车门进行了轻量化优化^[12]；除此之外，Novita Sakundarini等人采用多材料技术以实现轻量化和成本控制^[13]。Ultralight-Steel-Auto-Closures中用六种高强度钢采用传统冲压技术制成了优质的车门外板^[14]。Seong Sik Cheon使用纤维复合材料在保证安全性的前提下减轻了车身重量^[15]。

制造轻量化是指在一定的车身设计和材料轻量化前提下采用合适的制造技术以减少制造步骤和制造过程中附加的质量。目前广泛使用的有激光拼焊技术、高强度钢的热成型技术、液压成形技术、高强度钢的辊压成形技术、表面切削处理技术、电磁成形等先进的连接和成形技术^[1]。Martin Ivanjko^[16]等人研究的多材料连接技术就是一种新型的轻量化连接技术。

车门内饰板的主要作用是在保证外观的同时满足人机工程、舒适性、功能性和方便性要求^[17]。现在内饰板本体通常采用注塑或热压工艺，中高档车上饰板通常采用搪塑或阴模真空成型，在日系车中嵌饰板通常采用热压成型的木粉板或麻纤维板。在内饰板的开发中，还要注意其和周边部件的关系，同时还要通过耐光、耐热、抗老化等实验以保证其可靠性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容、目标

（1）通过对现有中级汽车的研究分析，确定研究基准。

（2）进行中级汽车车门的设计，绘制三维模型，在建立三维模型的过程中要考虑到安全性、舒适性等指标。