轮毂是车辆行驶系统中的重要部件，在行驶过程中扮演着承载、转向、驱动和制动等角色，其结构性能不仅关乎到乘坐人员的安全性，还直接影响汽车操纵的稳定性、乘坐的舒适性等。随着私家车市场的膨胀，更多的消费者追求个性化。因此，集款式多样、美观大方、质量轻、疲劳强度高、工作耐久、安全舒适等诸多特点于一身的铝合金轮毂正成为汽车轮毂最主要的发展方向。而丰富的中国传统文化及铝合金轮毂在设计与制造技术的不断进步，为中国在铝合金轮毂行业中创造自己的品牌，吸引本土消费者同时又能让自己的设计走向国际提供了一个良好的契机。本文运用工业设计理论及有限元分析技术，把功能与美学结合到轮毂的设计中，通过对汽车轮毂造型设计及结构轻量化设计，探索轮毂的造型与轻量化一体化设计的现代设计方法。主要研究内容如下：1、研究工业设计概念及方法在汽车轮毂造型设计中的应用，提出利用有限元技术完成兼具外观创意的轮毂结构轻量化设计的思路和方法。2、运用工业设计美学，人机工程学等造型设计知识，研究中国传统文化，寻找最具有特色的部分，简化和提炼其形并将其运用到轮毂造型设计中，研究具有民族文化特色的轿车车轮轮毂外观造型。总结轮毂造型本土化设计的方法。3、针对造型设计得到的轮毂结构形式，运用UG软件建立有限元模型，研究轮毂的疲劳试验原理，通过UG的结构分析模块研究径向载荷和试验弯矩对车轮结构强度的影响以及车轮结构的应力应变分布规律，找出应力集中区域，验证所设计的轮毂结构的安全性。针对分析结果，进行造型调整、分析设计，总结设计方法。综上所述，本文运用工业美学对车轮进行造型设计，结合有限元原理进行车轮结构优化，采用多方案结构对比分析的方法，进行车轮结构优化，探索造型与结构轻量化的一体化设计思想和方法，解决了美观与承载能力、轻量化的矛盾，可为设计具有自主知识产权和本土特色的车轮产品，提供了可借鉴的方法。