本发明公开了一种车辆车身非金属加强结构设计方法，包括：在白车身计算模型基础上，将车身内外表面沿对应的冲压方向平移，得到第一模型；通过填充处理、封闭处理和去除操作，得到第二模型；所述第二模型为壳单元车身骨架模型；所述壳单元车身骨架模型通过删除隔断，重新划分单元网格，形成第三模型，所述第三模型为实体四面体单元组成的车身骨架模型；基于所述第三模型的车身骨架，进行拓扑优化；依据所述拓扑优化设计出局部非金属加强结构。本发明通过借助实体单元材料填充、拓扑优化等快速寻找出非金属加强结构的敏感位置；通过蜂窝状壳单元结构的设计减少了优化时间，并且其中的隔断单元结构为最终方案设计提供了指导。