环境和资源问题已成为世界各国所关注的焦点,为了降低材料损耗、节省能源,汽车将向着轻量化的方向发展。轮毂作为汽车重要的安全部件,其材料的选择不仅关乎轻量化的发展,而且还直接影响汽车的性能,铝合金是汽车轮毂的最佳选择材料。为了达到高强度,轻质量,造型美观这些要求,在设计汽车轮毂时,不仅要选择即轻又牢的材料,还要对其结构、布局上进行整体设计,以及在形状及尺寸上进行合理的优化设计。优化设计是一种寻求最优设计方案的技术,是机械产品设计和创新发展的主导方向,是生产企业生存发展的重要手段。随着科学技术的发展,ANSYS分析软件提供的优化设计(Design Optimization)和拓扑优化(Topological Optimization)两个优化模块日益成熟。本文利用基于ANSYS环境下的优化设计对汽车轮毂进行分析,从而达到高强度,轻质量等要求。基于ANSYS软件分析了汽车轮毂在正常承载的工况下所产生应力最大的部位(热应力区),并就这些部位进行了合理设计,力求以相同的约束、施加相同的载荷得到更小的应力,这样为汽车轮毂的承载和轻量化提供了储备。为了节省汽车轮毂材料、提高汽车启动的加速度、减小汽车行驶的阻力以及减少汽车的耗油量,采用了ANSYS软件的APDL语言建立汽车轮毂的参数化优化设计模型,并进行了轮毂尺寸优化设计,以减轻汽车轮毂的质量。利用拓扑优化进行去材料的方法,获得了材料利用率最大的最优拓扑对轮辐形状进行设计。最后对所获得的最优拓扑进行可制造化处理,直到得到满足要求的汽车轮毂。