不确定性优化设计方法对于提高产品的设计质量至关重要，近些年来，随着对不确定性优化方法的研究不断深入，基于近似模型的不确定性优化方法由于其原理简单、优化效率高，逐渐成为设计人员所青睐的不确定性优化方法。然而，迄今为止，国内外学者对该方法本身的研究并不充分。因此，展开对不确定性方法本身的研究，有助于指导设计人员对方法本身的理解和选择。车身结构耐撞性优化问题即采用结构优化方法对车身结构实现耐撞性优化设计，是汽车被动安全研究领域的一个重要方向。对于该问题而言，多数研究均通过将确定性优化方法与计算机仿真或实验法相结合实现对车身结构的耐撞性优化设计，因此，开展不确定性优化方法在车身结构耐撞性优化问题中的研究对于提高汽车的被动安全性能有着重要意义。基于上述考虑，本文的研究内容主要分为三个部分。1.基于原理分析，论证了传统的基于近似模型的不确定性优化方法的不足，提出了极值映射法以提高传统方法的普适性，并在此基础上提出了基于重构DOE的近似模型重构法，用以构建改进后不确定性优化理论模型中各响应的近似模型；其次，本文采用概率学基本理论对重构DOE的精度进行了研究；除此之外，本文还基于测试函数论证了改进后优化模型的合理性，比较了四种近似建模技术在不确定性优化流程各个环节的建模特性，为不确定性优化流程中的近似模型的选择提供了一定的参考。2.为了验证所提出方法的实用性和优越性，以泡沫填充锥形薄壁结构耐撞性优化为例，分别对其进行了确定性优化和不确定性优化，优化结果表明，相比较确定性优化结果而言，不确定性优化方案的优化目标的稳健性好，约束质量可靠性高；且相比较传统的方法而言，在设计变量具有相同的sigma水平时，改进后的优化方法搜寻的最优解约束可靠度较高，验证了改进后不确定性优化方法的工程实用性和优越性。3.结合实际的工程项目，将改进后不确定性优化方法应用于某类菱形轿车车身结构的耐撞性设计中，以轻量化为优化目标，正面100%碰撞安全性能指标为约束条件，以前端主要的几个骨架部件的厚度为设计变量，对其车身前部骨架进行了耐撞性和轻量化优化设计，结果表明，优化后的方案不仅较好地改善了其正碰安全性能，且保障了约束的可靠性。并实现了车身前部骨架的轻量化设计目的。