改革开放以来我国经济快速发展,城市之间和城乡之间的交流日益频繁,而且"十二五"提出的有关城镇化建设、公路网建设及发展城市公交的目标,使公路旅客数量和通车里程持续增长,为客运车辆的快速增长提供了基础。随着客车行业的快速发展,客车保有量逐年递增,客车交通事故频发,客车安全越来越受到乘客和客车厂家的重视。此外,据调查显示,汽车尾气已成为大气污染物的主要来源之一,汽车尾气排放使大气污染问题日趋严重。因此做为公共交通工具的主角客车需要在节能减排方面发挥更大的作用。研究表明,客车车身轻量化对节约制造成本、减少能源消耗及降低尾气排放具有重大意义。然而,客车车身轻量化对车身整体的安全性具有重要影响,且两者相互冲突,相互矛盾。本文正是针对这个研究难点,开展模块化和多胞结构的客车车身轻量化多目标优化研究。本文的研究内容主要围绕以下几方面展开:首先,建立客车车身的有限元模型,借助数值仿真方法对客车车身结构进行力学性能分析,发现原车身结构局部应力集中明显,刚度安全余量较大,侧翻安全性严重不足,而且冗余结构繁多导致车身质量过大,具有较大的优化设计空间。其次,对客车车身进行模块化处理,通过灵敏度分析计算出各模块厚度对车身扭转刚度的灵敏度系数,基于灵敏度系数对车身进行模块重构和结构优化设计,此方法不仅达到了轻量化设计的目的,还提高了车身整体的强度性能。然后,本文提出一种新型窗格多胞结构,对比研究不同胞体薄壁管在不同工况下的耐撞性及抗弯性,并研究其在客车车身上的应用。研究结果表明,新型窗格多胞结构具有出色的耐撞性和抗弯性,其在车身上的应用提高了车身的侧翻安全性降低了车身重量。最后,本文在以上研究的基础上进一步开展以轻量化和侧翻安全性为目标的车身多目标优化设计,通过多目标优化设计强化了客车车身的侧翻安全性,达到了车身轻量化设计目的。最终通过模块化和多胞结构的客车车身轻量化多目标优化设计,在满足车身结构强度、刚度以及侧翻安全性设计要求的前提下,实现减重277kg,占车身重量10.6%的目标。