随着能源日益紧张和环境污染加剧，汽车燃油经济性受到汽车制造业和消费者的进一步重视。轻量化则成为汽车发展的重要方向，轮毂作为汽车重要的安全部件，在保证轮毂有足够强度的前提下，最大限度地减轻轮毂本身的重量对于提高汽车燃油经济性有重要的作用。传统的轮毂制造工艺是在大量经验的基础上进行造型设计，不仅生产周期长，而且成本也高。近年来计算机辅助工程（CAE）广泛应用到轮毂的轻量化设计中。本文以汽车轮毂为研究对象，首先在ANSYS中对经过拓扑优化确定轮辐形状的轮毂进行参数化建模；其次，按照国家标准GB/T5334-2005，对轮毂进行弯曲、径向、冲击试验分析校核其强度，增加汽车在爬坡工况下的分析校核，同时对弯曲试验模型和冲击试验模型进行了模态分析，得到其固有频率，为动力学分析提供良好的基础；然后，运用ANSYS/LS-DYNA中的DTM模块对轮毂进行冲击的动力学分析及其强度校核；最后，对各个分析模块进行参数化，使其能够模块化调用。在上述工作的基础上根据试验工况分析轮毂的受力危险点，以轮辐厚度、轮辋厚度和过渡圆弧半径为优化变量进行尺寸优化。最后，对优化后的模型进行强度校核，得出新模型的质量为8.44Kg比原来的质量减轻了8%，达到预期效果，并为改善汽车的燃油经济性提供了参考。