汽车行业的竞争日益激烈,能否快速开发新产品是一个汽车企业在激烈的市场竞争中能否胜出的关键。汽车外观评价模型作为车身造型的直接体现和车身工程数据的重要载体,在汽车车身设计与制造过程中起着举足轻重的作用。模型的骨架是模型刚度和强度的保证,结构合理、性能优良的骨架有利于提高车模的使用寿命,减少车模返修和重做的可能性。在以往车模的制作工艺中,车模骨架的设计一直是依靠设计人员的个人经验结合车身CAD模型来进行,这种设计过程具有一定的盲目性和主观性。本文将连续体结构的拓扑优化方法引入车模骨架设计中,明确在特定载荷和约束下材料合理的空间分布,据此确定骨架的排布方案。文章首先介绍了汽车外观评价模型及其制造工艺,接着介绍拓扑优化方法的发展状况、基本原理及其求解方法,建立并推导了基于有限元变密度拓扑优化方法的数学模型,然后研究汽车外观评价模型的制作工艺,了解了车模骨架的制作要求,并分析了车模在铣削加工、汽车运输、风洞实验三种工况中的载荷情况。依据这些工况的载荷及边界条件,利用HyperWorks软件进行车模的拓扑优化,获得车模的密度云图,由此确定骨架的排布方案,结合型钢焊接工艺和实际加工情况,进行骨架的设计。最后应用MSC.Nastran软件分析验证了骨架的强度。分析结果表明,利用该方法设计的骨架基本上满足设计要求。将拓扑优化方法应用于车模骨架设计,避免了设计过程中的盲目性和主观性,提高了设计效率,对缩短汽车车身开发周期有着一定的意义。