车架是FSAE赛车的重要子系统,赛车车架主要用于承载和连接整车各子系统,车架系统的优化设计对赛车总体性能具有重要意义。本文以FSAE赛车车架系统为研究对象,主要进行以下三个方面的研究:(1)基于Adams/Car仿真平台,建立FSAE赛车刚柔耦合动力学模型,分析车架与其他各子系统的连接处极端工况下的受力情况,对轮胎、悬架和车架受力变化规律进行分析,并对车架与各子系统连接点进行载荷提取,为有限元分析提供载荷条件。(2)基于HyperWorks建立FSAE赛车车架的有限元模型,分析了FSAE车架的自由模态及在极端工况下的强度、车架的弯曲刚度、扭转刚度,为车架的优化确定优化指标。(3)基于Optistruct优化平台建立车架的有限元优化模型,确定设计变量、约束条件、目标函数,并分别对车架结构进行拓扑优化与尺寸优化。结果表明:优化后车架质量减少17.1%,强度增加了27.8%,扭转模态频率有所提高,车架的整体性能有所提升。