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CAE技术的不断发展，改变了传统的汽车设计方法，摒弃了传统的先样车后试车的设计流程，使有效地根据结构性能要求进行设计成为可能。利用CAE技术可以及时地验证设计工程师的设计方案，改进设计方案，提高设计效率。以拓扑优化、灵敏度分析法等为基础的优化技术进行结构优化，能够有针对性地对结构缺陷进行改进，在样车试制之前找出结构设计问题，最优化车身结构。以CAE技术为基础的CAD/CAE/CAM相结合的数字化设计开发手段，已经成为衡量汽车生产企业车身设计水平的重要标志。采用以有限元技术为基础的CAE设计优化法可以有效地缩短汽车开发周期，提高设计效率，降低设计成本。车身刚度作为汽车最基本、最重要的性能指标，是车身设计过程中需要重点考虑的性能，也是评价车身结构设计优劣的核心。车身刚度直接影响车身的疲劳强度性能、被动安全性能、NVH性能等。因此，在车身设计过程中，必须保证车身结构的刚度性能满足要求，再对其针对强度、疲劳、碰撞安全性、NVH等进行优化，以设计出安全可靠的汽车车身。车身质量对汽车的燃油经济性和动力性能均有较大的影响，车身的轻量化设计能够有效地节省燃油，提高汽车动力性能。汽车轻量化设计可以从汽车的结构、材料和先进工艺等方面进行，由于结构的优化没有止境，所以对车身结构进行优化，保证车身刚度性能的同时，最大程度地降低车身质量，已经成为当前研究的重点。本文以某微型客车为研究对象，分析装配连接方式、主截面几何特性、车架梁搭接形式等对白车身刚度性能的影响。利用有限元分析技术建立白车身结构的有限元模型，对其进行自由模态性能和刚度性能的分析，研究微型客车车身刚度性能分析的加载方式，分析评价其刚度性能。通过分析计算，其自由模态性能和刚度性能均没有达到设计目标，需要进行结构优化以提高原车身的刚度性能，由于微型客车结构的特殊性，将其白车身分为车架和车身分别进行优化分析。对车架横梁的布置进行了拓扑优化，以确定横梁的最优化形状和位置。建立了车架结构的线框模型，利用灵敏度分析法分析车架截面形状和位置对车架刚度性能的影响，优化了车架截面的形状，提高了车架的刚度性能。对车架进行轻量化设计，在保证车架性能的同时，最大程度的降低了车架的总体质量。建立了车身结构的线框模型，分析得出车身结构主截面几何特性对车身刚度呈非线性影响，提高车身截面的面积和转动惯量，并不意味着一定会提高车身的弯曲、扭转刚度。最后利用灵敏度分析法，对车身关键零部件板厚进行综合优化，提高车身性能的同时，降低了车身的总体质量。通过综合优化，全面地提高了原车身的刚度性能，并降低了车身的总体质量，体现了CAE技术在车身设计中的优势，为此类微型客车的设计和优化提供方法和理论依据。