车身结构概念设计是汽车车身设计的关键,决定了车辆整体结构性能,受到汽车企业的广泛重视。车身主断面是进行车身结构设计的工具,它的断面属性对整车的性能至关重要,直接影响车身的刚度、强度、NVH、被动安全性等性能。主断面的优化设计对于改进车身相关结构,合理分配车身各部分材料,降低车身重量,改善车辆的刚度和强度状况以及提高车辆的安全性和可靠性具有十分重要的实际意义。当前阶段,车身正向概念设计主要依赖于工程师的经验,反复进行试探性设计和验证性试验,设计劳动强度高、周期长,难以保证车身结构设计的整体质量,如何有效利用车身主断面是解决该问题的关键。研究车身概念设计阶段的主断面应用系统设计,对于指导车身结构设计、缩短研发周期具有重要的工程意义。本文研究围绕车身概念设计阶段主断面管理方法以及应用系统开发展开。针对概念设计阶段的特点,建立了车身简化几何线框模型,确定了 18个主断面位置;用矩形模拟法和极坐标法将主断面形状参数化,研究了轿车车身主断面提取方法和实现流程以及特征参数计算方法,并设计了相关参数计算工具;采用CAD软件交互的方式,实现了工程图纸的图像转换,拓宽了主断面的来源;研究了主断面标准化方法,按照统一基准构建主断面库,在此基础上,研究了车身主断面数据的表示方法,建立了面向对象的主断面检索数据模型,采用层次型和特征型混合的存储形式确定了主断面存储结构,使用最近邻算法结合归纳法的方案来缩小检索范围和匹配主断面特征属性,准确找到最相似主断面,最后通过刚度链优化法和领域知识法进行主断面的修改。在本团队车身刚度链设计方法理论研究成果的基础上,根据车身结构正向概念设计流程和主断面刚度链优化分析方法,提出了主断面驱动的车身刚度链正向概念设计流程,并以此为设计思想,开发了车身主断面应用系统,能够实现车身开发的过程的系统化、集成化以及在同一平台操作环境下进行主断面设计、分析和优化,明显提高车身设计效率。本文的研究为车身工程师提供了一种全新的设计工具,为国内汽车企业开展正向概念设计研究提供了有价值的参考。