随着科学技术和生产的迅速发展,有限元方法的运用越来越广泛,今天各工矿企业、设计、研究部门已普遍采用有限元方法进行生产过程的数值模拟、科研的数值试验和产品的优化设计。对产品进行有限元分析和优化可以校核产品的强度和刚度,并减小了重量,降低了成本。因此对产品进行有限元分析和优化具有重要意义。本文以某车载骨架结构为研究对象,先对车载骨架的拓扑结构进行了研究,利用梁单元建模进行了多方案的比较,得到了骨架比较合理的拓扑结构。然后利用有限元软件ANSYS建立了骨架结构的基于板壳单元的有限元模型,并对该骨架结构在四个典型载荷工况下的应力和变形进行了分析,并把有限元计算结果与试验结果进行了比较,同时还对骨架结构进行了模态分析。在综合分析汇总各种数据后,建立优化方程,选择骨架自重为目标函数,骨架结构的受载为约束条件,骨架的截面尺寸作为设计变量,进行了优化设计。最危险工况的计算结果表明骨架结构存在着缺陷,因此对骨架的局部结构进行了改进。通过对改进后骨架结构的计算结果与试验结果的比较,表明骨架结构的有限元模型及所加的边界条件是合理的。通过对骨架结构的优化,得到的优化结果达到了预期的目的,降低了骨架自重,又保证了骨架结构的强度和刚度。以上研究的结果为设计人员进行结构的改进和优化提供了技术依据。