结构拓扑优化设计方法是近几年发展起来的一种创新性的设计方法,并取得了瞩目的进展。本文针对汽车及其结构件在设计中存在的问题,研究和分析了国内外在结构渐进优化法方面的发展状况。为了降低振动对结构的不利影响,本文对三维结构的频率拓扑优化方法进行了研究,导出了单频拓扑优化灵敏度公式和结构多频率调整优化灵敏度公式,建立了一套优化准则,形成了一种新的拓扑优化方法。为了解决工程实际问题,本文探索了三维结构静力和频率联合拓扑优化方法,初步形成了静力和频率拓扑优化设计方法的优化思路和算法。在该法的基础上进行了汽车车架和支架的仿真设计研究。本文对上述方法进行了编程及大量仿真计算。结果表明了本文方法是正确和有效的,可为汽车结构及零部件轻量化设计提供重要的设计方法和手段,具有较好的工程应用价值。