本文在新能源汽车发展迅猛的背景下,以轮毂电机定子支撑架和转向节为研究对象,对复合材料多目标拓扑优化设计方法展开研究。优化了对结构柔度和模态频率拓扑优化的设计方法,完成了转向节和定子支撑架的模型重构和仿真验证分析,并加工出了定子支撑架的实物,并通过实验验证了仿真分析的正确性。首先对拓扑优化和复合材料拓扑优化等技术领域内的发展做了归纳总结,介绍了拓扑优化方法在汽车设计制造中的应用,着重介绍了电机轻量化和转向节优化的具体研究。接着介绍了拓扑优化理论的基本发展,着重介绍其材料插值模型,然后构建了各单目标的目标函数,并给出了多目标拓扑优化的综合目标函数。然后在ADAMS多体动力学软件中,建立了整车刚柔耦合模型,对几种典型工况进行了仿真分析,最终提取出了轮毂电机和转向节的载荷和边界条件,并对复合材料的力学特性做了基本介绍。随后在HyperMesh软件中建立了转向节的有限元模型,对原转向节进行了静态分析和模态分析,通过正交试验法确定了转向节的子工况权重系数,发现原有设计中一阶频率偏低、柔度偏大的问题。接着对全铝转向节进行了多目标拓扑优化,并发现了其柔度在材料全部为铝合金时偏低的问题无法解决,随之利用碳纤维进行加强,并建立了优化模型,最后对碳纤维材料的铺层形状厚度等进行了优化,得到了满足设计要求的优化结果。第五章主要对轮毂电机定子支撑架进行了优化,在软件中建立了二维有限元模型,利用正交试验法得到了其综合多目标优化函数,得到了优化结果并进行了仿真试验分析,最后在满足要求的情况下减轻了支撑架的重量。对轮毂电机支撑架进行了应力和模态实验来验证优化结果的正确性。