汽车车轮作为汽车行驶系中一个重要的安全部件,它的结构以及性能对车辆在高速运行时的安全性和可靠性影响巨大。在车轮的轻量化设计中计算机辅助工程技术(CAE)发挥了重要作用,为汽车车轮的强度分析的动态特性提供了支持。本文以汽车车轮作为研究对象,对车轮进行轻量化设计,设计以碳纤维-环氧树脂为复合材料层的车轮,首先建立车轮的三维参数模型,基于对有限元模型的网格的选择、边界条件的确定以及载荷的施加等多方面的考虑,获取了有限元分析模型,并利用COMSOL对构建的参数化模型进行结构的拓扑优化设计,最终得到了结构较为合理的车轮模型。然后对现有成熟车型的车轮进行模态计算并与设计车轮进行比较。通过对复合材料的实用性进行分析研究,通过仿真软件验证了车轮设计的合理性。本文研究成果可为复合材料车轮的结构强度有限元分析及其轻量化研究提供参考依据。