结构优化技术将有限元结构分析和优化算法相结合，在给定的设计空间内寻求最佳的结构设计，并在虚拟试验阶段发现问题后，给出产品改进方案。应用优化方法既可以使方案在规定的设计要求下达到某些最优的结果，又不必耗费过多的工作量。因此产品的结构优化设计在现代汽车设计得到了广泛的应用。本课题以某型SUV车架为研究对象，在往届研究生所建的车架有限元模型及拓扑优化得到的材料布置路径基础上，首先将因施加脱模约束而得到的实心结构车架根据弯曲刚度标准，转化为等刚度空心结构车架，并对其进行有限元分析；其次，根据有限元计算分析空心结构车架得到的应力结果，得出材料未充分利用，将车架各纵、横梁的壁厚值的属性作为设计变量对其进行尺寸优化设计，得到车架各纵横梁的最优壁厚值，并对它们的连接接头进行了形状优化设计，避免了接头处应力集中；再次，对接头的焊点进行了拓扑优化设计，得到焊点的最佳位置和个数，最后对模型进行了有限元计算分析，对比了优化前后车架的性能，优化后车架重量减轻20.2%，扭转刚度提高30%，弯曲刚度略有降低，但在工程允许范围内。因此本课题对车架轻量化设计具有一定的参考价值。