随着当前人们汽车拥有量越来越多,资源短缺、环境污染的问题已经成为当前的重要问题之一。在这种趋势下对汽车各部件的轻量化设计就成为了汽车方向的热点研究问题。发动机作为汽车上的重要部件,本文主要探究如何在不影响其当前性能的情况下减轻质量。重点从结构刚度、NVH、减重效果等方面考虑,采用拓扑优化和尺寸优化相结合的方式对气缸盖进行轻量化研究,主要研究内容和成果具体如下:1.应用HANDY SCAN300 3D扫描仪对气缸盖进行数据采集,并使用proe 3D建模软件对采集到的点云数据进行处理,避免了由于人为测量带来的误差,提高了建模精度2.应用ANSYS workbench前处理软件对气缸盖模型进行清理,讨论网格收敛性后选取最佳网格质量进行划分,完成气缸盖有限元模型的搭建。并应用有限元软件对气缸盖进行自由模态测试以及静力学分析。3.介绍了试验模态分析过程及各步骤的注意事项,应用OROS试验仪器对实际气缸盖进行试验模态分析,将得到的试验模态参数与第二步得到的理论模态参数进行比较,发现各阶模态固有频率误差在5%以内,并且振型相似,验证了有限元模型准确性。4.对有限元气缸盖进行拓扑优化,以气缸盖前五阶模态以及静力学变形量为约束,质量为设计目标对气缸盖进行优化5.在拓扑优化的优化结果上对气缸盖进行尺寸优化,在保证气缸盖性能的基础上以蜂巢结构为模型对气缸盖进行优化设计,并基于不同材料进行讨论气缸盖受力变形量,最终在不影响气缸盖使用性能的基础上减轻了1.756kg,完成了轻量化设计。