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目前,有限元分析被普遍用于机械及汽车零部件等产品的研发过程中,但是主要用于对设计好的产品进行性能校核,如若此时发现产品某些性能不符合设计要求,唯有对其进行局部改进设计,然而单纯基于该方法的改进设计具有一定的盲目性,一旦出现改进设计结果无法满足设计要求,只有返回起点对结构进行重新设计,这样就大大增加了重复劳动,不仅延长了开发周期、增加了生产成本,还降低了产品竞争力。而结构优化技术将有限元分析与优化算法联合起来,可以在给定的设计要求下找到最佳的设计方案；在虚拟试验阶段发现问题后,优化技术可以直接给出产品改进方案。应用结构优化技术既可以使结构在满足设计要求的情况下得到最佳方案,又节省了时间,缩短了开发周期。基于上述原因,本文综合运用结构优化、虚拟样机、有限元及疲劳寿命计算等技术,对某悬架控制臂的结构优化设计及性能进行了研究。论文在国内外结构优化、虚拟样机、有限及疲劳寿命计算等技术研究成果的基础上,首先分析了控制臂的硬点载荷；然后利用HyperMesh软件创建控制臂有限元模型,以分析得到的硬点载荷作为载荷边界条件对控制臂原始模型进行有限元强度分析,并进行了模态计算；再以强度及模态分析结果为依据进行控制臂的结构优化设计,并基于优化结果建立了控制臂改进后的CAD模型及CAE模型；最后计算分析了控制臂的最终模型的强度及模态,将分析结果与优化前相比,发现控制臂经结构优化后质量减轻了33.55%,强度与刚度均有提高,固有频率略有降低,但仍满足动态特性要求,并对其进行了疲劳寿命计算,计算结果表明其疲劳寿命满足设计要求。通过本文的探索研究,得到了一套完整的控制臂结构优化设计方法,使其从单纯使用有限元分析向综合使用结构优化、虚拟样机、有限元及疲劳寿命计算等技术的先进设计方法转变。不仅缩短了开发周期,降低了生产成本,还提高了设计水平,增强了市场竞争力。因此,本文的研究对控制臂结构优化设计及汽车零部件的开发具有一定的参考价值。