摘要：为了更好地探讨灵敏度分析对车身轻量化设计的影响，文章选取某轿车的车身作为分析试验对象，建立以轿车白车身为原型的试验结构，旨在通过实验得出轿车白车模型建立过程中可能对各种重要数据造成的影响，及轻量化设计的可行性、必要性。此外，还有效使用了有限元法分析模型进行灵敏度观察，进而获得绝对值较大的灵敏度数值下车身钣件计量情况，以此优化车身扭转模态频率灵敏度，实现车身重量降低的最终目标。
关键词：白车身；车身结构；模型；有限元法；灵敏度；轻量化设计
汽车车身是汽车承载所有设备零件及乘客的主要载体，它的重量将占整个车型重量的一半以上，如果要实现对汽车轻量化的设计，必须从对车身结构进行优化的方向加以设计和研究。汽车行业发展至今，国内外业界人士对车身结构的优化设计已经总结出大量的研究数据和材料信息，目前主要的方法为有限元法和灵敏度分析法。文章通过建立白车身有限元模型的方式，利用模态实验验证模型的正确性，再通过有限元法分析该模型的一阶扭转模态频率灵敏度和车身重量的灵敏度，经过分析讨论得出两者之间的相对灵敏度，从而选取适当的敏感板件对车身结构进行轻量化设计[1]。
01基于灵敏度分析的车身结构轻量化设计的社会意义随着我国人民生活水平的提高以及城市化的建设加快，汽车的使用愈发频繁且广泛起来，我国汽车行业也迎来了快速发展阶段。虽然汽车市场发展空间广泛，未来仍然有巨大的发展潜力，但是汽车企业之间也日益形成了强大的竞争压力，在优胜劣汰的激烈市场环境下，如何降低成本投入，提高经济效益已经成为各汽车企业之间重点的研究发展课题。不仅如此，我国现在将可持续发展作为宏观发展战略，随着资源与环境的压力，降低能源损耗，促进绿色环保已经成为市场各行业间必须具备的能力。对汽车行业而言，可以通过减轻汽车的重量实现降低燃油能源损耗，进而减少污染排放，达到环保的目的。因此，通过对灵敏度的分析，对汽车结构进行轻量化设计将变得十分重要[2]。
02汽车有限元模型的建立及实验验证2.1建立有限元模型现阶段，我国轿车车身大多采用的是承载式的车身，能在一定程度上减轻车身的重量，它的结构特点是没有车架，通过对地板、骨架、内外蒙皮和车顶等组件进行焊接相连，形成刚性框架结构。可以利用具有弯曲和膜的特性的单元划分方式，对白车身进行网格划分。为了提高效率和一定程度上的计算精准度，在建模的过程中要忽略尺寸较小的倒角和加强筋，采用的单元大小为20mm的四边形单元，特殊区域允许存在三角形单元。由于对焊接车身板壳件的车身进行有限元建模，并进行焊点模拟会存在较为难以处理的难度，因此在这个建模过程中，应忽略焊点处的应力，重点