全地形车,也称为沙滩车,英文缩写名ATV,是一种全新概念的车型,穿越性能好,它的行驶路况通常比较恶劣。全地形车车架作为全地形车整车主要的承载部件,不仅要承载全地形车的整车载荷,还要承受来自路面不平度等引起的外部载荷。这就要求全地形车车架要有足够的强度和刚度,而且质量越轻越好。在能源危机的国际背景下,为提高车辆的整车性能和燃油经济性,本文以某全地形车车架为研究对象,在保证其强度、刚度和一阶模态频率的前提下对其开展轻量化设计,具体工作主要有四个部分:首先,分析该全地形车整车结构,在建立车架三维几何模型的基础上,利用Hyper Mesh建立车架有限元模型;其次,分析该全地形车的使用工况,基于RADIOSS求解器,对车架的纯弯曲工况、极限扭转工况(文中包括左前轮悬空工况和右后轮悬空工况)以及紧急制动工况进行有限元静力学分析,并且根据静态分析结果评估车架强度和刚度的使用情况;再次,基于RADIOSS求解器,对车架进行有限元自由模态分析,并且根据模态分析的结果从发动机激励和路面不平度等角度评估车架的动态性能;最后,根据车架静动态分析结果确定约束条件,灵敏度分析结果确定设计变量,以车架质量最小为目标函数,基于Hyper Study软件平台建立车架结构优化数学模型,选择ARSM优化算法进行优化计算,最终优化结果显示车架结构减重4.997kg,实现了车架的轻量化设计,并根据优化结果对优化后的车架进行了校核。