近年来,随着对汽车高品质需求的不断提升,在很多车型上已经开始应用副车架,以提升汽车的整体品质。一般副车架可以起到支撑和连接的功能,可以有效提升汽车的驾驶性、舒适性、安全性。本文以铝合金前副车架为研究对象,在熟悉其周边零部件的前提下,运用软件CATIA建立了前副车架的几何模型。使用软件Hyper Mesh对前副车架结构进行了有限元前处理,从而建立了前副车架的有限元模型,其次应用软件Opti Struct对前副车架进行了多目标拓扑优化。依据拓扑优化的运算结果,再次设计了汽车铝合金前副车架,并进行了铝合金前副车架的静力分析。对前副车架完成了模态分析,各阶模态均符合要求。采用静力分析的结果,运用软件Opti Struct对前副车架进行了疲劳寿命分析。从汽车前副车架的结果云图中,可以发现前副车架的易损区域。最后对前副车架结构添加铸造工艺,重新建立模型。在对铝合金前副车架进行工艺性分析的基础上,确定了低压铸造生产方式,而后建立了相应的浇注系统,然后利用铸造模拟软件Pro CAST进行仿真,进而获得了铝合金前副车架充型和凝固的仿真过程,最终预测了缩孔和缩松缺陷,为下一阶段的铸造试制提供了参考。对所设计的铝合金前副车架进行了低压铸造试制,采用3D打印设备,打印出粘结剂将砂粒粘接在一起,直接生产砂模和砂芯,而后进行低压浇注。本文对前副车架进行了拓扑优化设计的基础上,进行了静力分析、模态分析、疲劳分析、铸造模拟和试制,最终设计出了符合要求的产品,对其它的汽车底盘零部件的研究提供了借鉴和参考。