面对近年来国内持续火爆的汽车市场与国家越来越严厉的节能减排政策要求,如何能在最短的时间内推出重量轻、燃油消耗少且安全高效的汽车新产品,已成为各汽车生产厂家提升自身核心竞争力首要解决的难题。而对于非承载式车身结构,车架无论体积或质量都是其最大的核心零件之一,因此降低车架质量对汽车轻量化来说会起到显著的效果。本文以国内某汽车企业某型SUV为例,对其车架进行基于Optistruct软件的拓扑优化设计。本文首先对拓扑优化理论进行了深入研究;通过Hypermesh前处理平台将车架CAD模型转化为CAE模型,并建立了拓扑模型;通过建立应变能最小拓扑优化的数学基础模型,分析并选择合适的拓扑优化参数;根据折衷规划法建立了静态多工况拓扑优化函数,针对汽车使用情况选择了合适的工况权重因子,最终得到类似于X形车架的拓扑优化结果。根据拓扑优化结果,建立了改进后的车架几何模型和有限元模型,计算了改进后车架的弯曲和扭转刚度,与原车架相比,弯曲刚度略有降低,但在工程许可范围内,扭转刚度提高了48%,重量减轻了16.8%。改进后的车架相比原车架在结构上有很大改进,且不用对原车身、悬架、传动系统结构做较大调整,因此对进行车架概念设计的设计人员来说具有一定参考价值。