汽车车架作为汽车总成的一部分,承受着来自道路的各种复杂载荷作用,并且汽车上许多重要总成件都是以车架为安装载体,因而车架的强度和刚度在汽车总体设计中起了非常重要的作用。随着汽车工业的高速发展,对汽车的性能以及产品设计的要求越来越高,这使得传统的设计计算方法已经无法满足现代汽车设计中大规模运算和短周期产品开发的要求。电子计算机的出现以及有限元法的飞速发展为车架的结构性能的计算分析带来了新的革命。通过有限元法对车架结构进行性能分析,在设计时考虑车架结构的优化,对提高整车的各种性能,降低设计与制造成本,增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。本文以某电动旅游车车为例,首先阐述了有限元的基本理论和概念,并叙述了有限元法的基本步骤。然后利用ANSYS软件建立了车身骨架全板壳单元的有限元计算模型,并对该车身骨架在弯曲工况和弯扭工况下进行了有限元分析,求得了不同工况下车身骨架的整体应力分布及变形情况,为委托企业的产品设计提供了可靠的参考数据。分析结果表明,该车身骨架整体强度具有较大的余量,只有少部分的应力值大于材料的屈服极限,基本符合强度要求,但还有改进的余量,所以需要对该车身骨架进行改进。本文基于有限元法的拓扑优化技术对该车身骨架的拓扑结构进行改进设计,车身骨架经拓扑优化后,整车骨架在满足强度和刚度的要求的前提下,提高了材料的利用率,与原车身骨架结构相比,质量有所减少,取得了优化效果。