项目以汽车结构轻量化与耐撞性设计需求为背景，针对基于等效静态载荷的结构优化法在驱动薄壁结构大变形碰撞拓扑优化时存在的计算成本高、优化效率低等问题，探索利用理论与试验相结合的方法，开展结构非线性动力学响应模型等效静态转化、多载荷融合结构拓扑优化方法和基于灵敏度的双层协同拓扑优化理论等科学问题的研究，提出综合考虑模型响应和参数的碰撞模型等效静态转化方法，建立融合位移和力载荷的结构拓扑优化模型，形成面向薄壁结构大变形碰撞工况的双层协同拓扑优化方法。重点揭示结构大变形碰撞拓扑优化中非线性与动力学之间的耦合机理，攻克碰撞模型等效静态转化方法、双层拓扑优化模型构建和协同优化算法开发等关键突出问题，从而突破薄壁结构大变形碰撞拓扑优化中非线性和动力学之间的耦合特性与协同优化算法和双层拓扑优化模型匹配的束缚，平衡优化效率和计算精度之间的矛盾，为汽车结构耐撞性和轻量化设计提供全新方法和有效途径。