对于大型薄壁杆件装配体有限元模型的构建,在保证建模精度的基础上需要提高其建模效率。针对建模过程中网格单元难以分区域自动疏密划分和刚性连接关系难以快速精确确立等问题,本文对薄壁杆件连接区域自动分割和网格节点间刚性连接关系精确构建进行了研究,并将精确构建方法应用到车身有限元模型构建及其轻量化设计当中。第一章针对以车身骨架为代表的一类大型薄壁杆件装配体,总结了这类装配体的结构特点和有限元建模的难点,综述了有限元快速精确建模、网格离散点集匹配以及复杂车身轻量化设计的国内外研究现状,介绍了本文的研究内容和组织框架。第二章提出了一种基于硬点映射的薄壁杆件装配体连接区域分割方法,通过在端面硬点建立包围盒,识别出需要与杆件端面建立连接关系的中面;基于端面硬点在相邻杆件中面边界上的多次映射,自动分割了杆件间的直接连接区域,识别了杆件间的间接连接区域。在此基础上,实现了网格单元分区域变尺寸自动划分,在保证网格模型精度的同时提高了建模效率。第三章针对相似区域刚性连接关系的构建问题,提出了线轮廓和面区域的点集匹配连接方法,根据面对关系和硬点的对应关系,对线轮廓节点顺序匹配,面轮廓节点搜索匹配,实现了相似区域刚性连接关系的快速精确构建;针对非相似区域刚性连接关系的构建问题,提出了一种基于改进遗传算法的节点寻优匹配方法,考虑了网格节点的疏密特性,对疏密节点采用不同的距离约束,在此基础上实现了非相似区域刚性连接关系的快速精确构建。第四章分析了车身骨架在满载和空载情况下的应力分布及变形,比较了蒙皮结构对车身骨架模态性能的影响并评价了车身的模态性能。在静力分析和模态分析的基础上,以部分杆件的厚度为优化对象,一阶频率最大为目标,满载最大应力和车身质量为约束,在提升车身强度性能和动态性能的同时实现了整车的轻量化设计。第五章总结了本文的研究成果,并对今后的研究工作进行了展望。