随着环境问题日益严重,对于汽车工业而言,汽车轻量化是解决环境问题的重要途径。悬架是汽车底盘的重要组成部分,摆臂是悬架的重要传力部件,当前,汽车底盘零部件轻量化是汽车领域研究的重要方向,悬架系统的轻量化尤为重要,摆臂轻量化可以减少环境污染,节约能源、保护环境。课题研究对象是某电动厢式运输车的悬架上摆臂,研究某车摆臂的轻量化。在过坑、转弯、制动工况下,对车辆受力分析,分析车辆接地点的受力情况,结合悬架运动学分析、有关参数,提取了上摆臂铰链点的载荷。用Hyper Works软件,在过坑、转弯、制动、X向刚度、Y向刚度、自由模态工况下,对原钢制摆臂的强度、刚度、固有频率分析,确定原钢制摆臂的性能。在原摆臂结构不变的条件下,用铝材料代替钢材料,在同样工况下对摆臂有限元分析,优化结果与原钢制摆臂性能对比,在制动工况下最大应力为219MPa,超过铝合金屈服强度205MPa,表明这种优化方案不可行。根据原钢制上摆臂的有限元分析结果,以应力、刚度、固有频率为结构性能指标,在过坑、转弯、制动、X向刚度、Y向刚度、自由模态工况等多工况下拓扑优化,以体积分数为约束,对铝合金上摆臂拓扑优化,并验证拓扑优化方案是可行的。拓扑结构的最大强度约为铝材料屈服强度的一半,各项性能满足要求,为了实现上摆臂的最佳结构优化,需对拓扑结构的上摆臂再次进行形状优化,在过坑、转弯、制动、X向刚度、Y向刚度、自由模态工况等多工况下,取10个设计变量,对上摆臂进行形状优化,最后对形状优化结构进行验证。课题对上摆臂先用拓扑优法优化,再根据拓扑结果用形状优化法优化,对上摆臂的有限元分析结果与原铸钢分析结果相比,原钢制上摆臂的质量为15.08kg,拓扑、形状结构优化的上摆臂质量为5.63kg,上摆臂质量减重效果为62.6%,一阶、二阶固有频率分别提高了67.7%,60.6%,X向下降了8.8%,Y向刚度提高了6.8%,优化后的铝合金摆臂刚度、强度、模态满足结构性能要求,说明保证性能结构的前提下,达到减重目的。