1、新材料
汽车整体质量的减少无非就是将原有的质量较大的铸铁和钢替换成质量较小的铝制合金和塑料等新型材料，因此，在减少整车质量这一主线上，研究开发新材料是这一方法得以实施的重中之重。为此，各界精英无不为之而努力奋斗，较为典型的是N Asnafi和G Langstedt两位学者[4]研制的一种新型的轻质金属复合材料面板，即MCM，其特点是由两层厚0.2毫米的不锈钢板组成，中间有一层织物。与铝面板相比MCM面板的刚度略小，与铝和碳钢面板相比MCM面板具有更大的抗压强度。新面板比铝面板中46%，比碳和不锈钢板轻60%。该面板的提出，在很大程度上对整车质量的减少做出了贡献，在满足刚度要求的同时，也能够满足减轻整车质量的要求。
除此之外，Elena Mazzon和 Amelia Habas-Ulloa两位学者[5]研究了新一代高活性环氧泡沫塑料的发展。这类材料是通过将环氧化植物油衍生物与环脂肪族胺固化剂(异戊二胺IPDA)和无害起泡剂(碳酸氢钠NaHCO3命名为SB)混合得到的。通过添加几种作为“放热调节剂”(ER)的化学添加剂，对反应混合物的化学成分进行了优化，以更好地控制固化反应的放热性。自20世纪90年代以来，生物基泡沫的研究一直在文献中讨论。一些作者研究了用淀粉替代石油化学[14]、[15]、[16]产生的工业泡沫。淀粉存在于许多植物产品中(玉米、马铃薯、小麦、大米…)，很容易提取。低廉的价格和相对充裕的资金支持了它的工业发展。不幸的是，由纯淀粉制成的泡沫易碎，对水分和水分很敏感。然后，不同的研究以天然纤维为填料，提高淀粉的力学性能。例如，Lawton等人使用白杨素纤维增强烤过的玉米淀粉泡沫。Soykeabkaew等人研究了纤维素纤维(黄麻和亚麻纤维)强化复合淀粉泡沫。Bergeret和Benezet[17]还将原料(椰子、棉、麻、甘蔗)原料制成的天然纤维加入到淀粉样的配方中，然后通过熔融挤压产生泡沫。木质纤维素纤维的加入扩大了这类泡沫在食品工业中的各种包装功能。然而，即使使用了增强剂，这些细胞材料的力学性能和耐湿性显然不足以实现结构功能。
在汽车制造和设计部门寻求减少汽车重量和燃料消耗是一个持续的挑战，将继续推动新的发展。然而，在减少车辆的重量和确保在性能和安全方面的性能之间没有一个很好的平衡。由于需要在提高性能的同时减少汽车整车的重量，所以先进的材料对于提高燃料经济性和获得下一代车辆更好的物理结构是必不可少的。过去几十年的一个关键创新是ARPRO的发展。它最初是在20世纪80年代开发的，至今已有30多年的历史。理想的汽车设计，该材料的强大的能量吸收能力为设计师提供了增强的可塑性，被制造商使用包括宝马和标致，以提高汽车效率和实现汽车行业的第一。与以前的材料不同，EPP的能量吸收能力是有问题的，EPP有两个基本的物理性能，这两个性能使它迅速成为低速冲击保护的参考材料。首先，它的封闭泡沫结构意味着它是各向同性的，提供一致的性能，而不管冲击来自哪个方向。这与注塑和刚性聚氨酯产品形成了鲜明的对比，这些产品的性能不能被准确地预测，其影响超过预期的方向和速度的5%。它的另一个优点是，它可以在多种情况下变形，但仍能恢复到原来的形状，在理想情况下适合低速冲击应用。这些质量意味着材料不仅满足要求，而且在许多情况下超过了政府和行业严格的性能要求，比如欧冠。[6]
2、多材料车身
多材料设计是一种材料选择策略[13]，用于实现更高的产品性能、重量节约和成本降低。在轻量化设计中，多材料的减重将减少CO2的排放，提高燃油经济性，这将显著降低对环境的影响。一种新的轻量化设计的多材料选择方法，该方法将可回收性融入到汽车车身装配中。
在传统的制造行业里，为了降低加工成本，缩短生产周期，汽车车身往往采用单一的材料冲压而成，这势必会导致在某些载荷较小的部位产生材料浪费，所选材料的性能远远高于该处零部件所需的强度和刚度水平。为此，在车身生产的过程中，对车身的不同部位采用不同的材料这一想法便应运而生。在不增加成本的情况下，通过使用多种材料可以降低车身重量，这一想法提出后，各种各样的关于新材料选择的法规被相继提出[18][19][20]，例如Ashby的方法[18]定义了材料性能指标，然后根据性能指标对材料进行排序，选择最佳的材料进行进行梁、轴、板等的优化设计。但是，汽车车身上的部件并非全都是那么简单，例如汽车车身的a柱、b柱、横梁、导轨、钢轨等结构并不是那么简单[21]，针对此种情况，对汽车车身上较为特殊的结构构件大量学者展开了研究，其中最为典型的是崔晓彤等人提出的有关车身碰撞和优化设计的相关性能指标的计算和方法。与崔晓彤不同的是，崔新涛和张宏伟[7]等学者提出了一种新的性能指标和方法，用于选择轻量化、性价比高的多材料车身。其指标可以表征汽车车身复杂截面和薄壁结构梁的材料性能，用于碰撞设计。
3、复合材料
考虑到汽车工业的耐撞性和轻质性要求，复合材料的高强度、高比刚度和高能量吸收能力越来越受到人们的重视。比如，缓冲器系统是保护车辆不受前后碰撞的主要结构之一，利用复合材料实现碰撞安全性和轻量化要求，是开发缓冲器系统的有效途径。为了将理论与实际相结合，上海交通大学的学者刘钊提出了一种碳纤维编织复合材料商用前保险杠系统的结构设计与优化方法，并结合复合材料的生产工艺，提出了一种完整的缓冲器系统结构，并通过实际车辆试验证明，优化后的缓冲器系统能够满足所有的强度和耐撞性要求，同时重量减少31.5%。该结果表明，该设计方法是一种有效的复合结构设计方法。此外，随着节能环保需求的增加，汽车结构的轻量化设计越来越受到汽车工业的重视。在轻量化设计过程中，一般可以采用材料置换、结构优化方法和先进的制造技术，其中材料置换是最有效的方法。在结合汽车安全部件(如保险杠系统)的重量减小和耐撞要求的同时，复合材料因其高比强度、高比刚度和高能量吸收能力而受到越来越多的关注。纤维增强塑料作为一类典型的复合材料，在汽车结构的减重中得到了广泛的应用。但复合材料的应用也给优化设计过程带来了巨大的挑战，如复杂的非线性材料行为、多工况和大量的设计变量等。基于此问题，众多学者对其开展了研究，例如Hosseinzadeh等人研究了一种由玻璃垫子热塑性材料制成的缓冲梁系统，并基于低速冲击性能的有限元分析方法，设计和验证了缓冲梁的结构。Davoodi等人提出使用混合的玻璃纤维复合材料改进汽车保险杠系统的性能，并对其做了一系列的研究和试验，结果表明，混合天然纤维在汽车结构部件上的应用具有一定的优越性。Davoodi等人和Belingardi等人注重选择保险杠结构的最佳几何参数，以此来满足设计要求。Belingardi等人开发了一个集成的碰撞箱体和缓冲梁系统，实验结果表明该系统具有更好的耐撞性[8]。此外，G.Belingardi等人详细介绍了复合材料在汽车前保险杠子系统、碰撞箱、保险杠梁上应用的设计方面和分析方法。为提高汽车的耐撞性能，考虑了整体式碰撞箱和保险杠的创新设计;所提出的解决方案的结果也引起了极大的兴趣，同时也从成本和有效生产过程的角度出发。