随着能源日益紧张与环境问题的急剧恶化，作为快速增长的汽车行业，有责任担负起节能与环保的重任。在现代汽车设计中，轻量化的设计理念能够同时解决这两个问题。据有关资料报道：当汽车减重10%时，燃油消耗可降低6%～8%。这一数字使得轻量化的设计理念成为汽车设计的热点之一。而车身部件占汽车总质量40%～60%，因此汽车车身的轻量化对汽车减重有着显著的影响。车身轻量化有两种途径，一种是使用轻量化材料，另外一种是采用计算机结构优化技术。随着研究的深入，将两种途径结合在一起已经成为一种汽车设计的新趋势。在众多轻量化材料中，工程塑料的相对密度低、可适用加工方法多、吸音防震隔热、电绝缘性和耐腐蚀性强、可复合改性、生产能耗低等多种特性，在汽车零部件生产中越来越受重视，逐渐成为汽车生产中的重要材料之一。本文将两种轻量化途径相结合，应用于某轿车背门的塑料化设计中。本文重新设计了传统背门结构，并将某公司提供的PET玻纤增强塑料应用于新的背门上。和传统钢材相比较，工程塑料的弹性模量小很多，因此新的结构需要在保证力学性能的基础上，达到质量最轻。基于正交试验设计，本文采用拓扑优化和形貌优化相结合的方式，对提出的内板基结构进行优化设计，参照优化结果设计孔洞和加强筋的分布，得到新的内板结构。得到的塑料化新结构由内板、外板、灯架组成，同时还需要进行厚度设计。在新的背门总成厚度设计中，厚度是一个连续变化的量，如果采用有限元方法进行迭代优化，需要的时间对于工程实际来说是难以接受的。因此基于实验设计理论和近似模型理论，本文采用近似模型对质量、模态以及三种分析工况的最大位移进行拟合，用得到这五个变量的近似模型代替有限元模型进行厚度设计。在厚度优化设计时，需要同时考虑质量、模态和三种工况的最大位移这五个变量，因此属于多目标优化范围，本文选用了非支配排序遗传算法（NSGA∏）进行厚度的多目标优化。优化结束后，得到了新结构的背门模型，赋予其PET玻纤增强塑料的属性，并执行跟钢制背门一样的仿真分析，对比两者的分析结果数据，塑料化的背门总成质量减轻了8.97%，模态提高了58.3%，三种工况的最大位移在不同程度上得到了降低，说明设计的塑料化背门总成是合理有效的。