随着全球性危机:资源短缺和环境污染日渐严重,轻型节能环保车辆成为目前汽车行业的研发热点。汽车车架作为汽车的主要承载结构,是汽车总成的重要组成部分,因此,在满足一定强度和刚度约束下,以轻量化为目标对车架进行结构设计,对汽车减重和节能环保具有重要的意义。本文在对结构优化技术进行研究的基础上,总结了针对汽车车架结构的拓扑优化和尺寸优化技术,并选取轻卡车架作为工程实例对结构优化方法进行验证。本文中结构优化方法采用一种两级优化设计流程,首先第一级采用HyperWorks软件进行拓扑优化,以柔度最小为优化目标,对车架基结构有限元模型应用变密度的SIMP法进行求解,得到了一组拓扑结果,为车架的后续设计提供了方向性指导。然后在拓扑结果和车架设计经验基础上修改并利用CATIA参数化建模,利用AYSYS的APDL命令流实现静力和模态分析过程。第二级采用Isight多学科设计优化软件集成CATIA和ANSYS进行尺寸优化,选取质量最小为优化目标,以最大应力、最大位移和频率为约束条件,应用多岛遗传算法优化了车架横梁的位置和宽度尺寸。最后,在上述拓扑优化和尺寸优化结果的基础上,对最终车架结构进行强度和刚度校核及模态分析,结果显示其强度、刚度能够满足设计要求,且质量达到最小,并具有较好的动态特性,从而验证了本文所开展的结构优化方法的可行性与有效性。