副车架作为汽车底盘总成的重要部件,有支承车桥和二级隔振的作用。副车架的使用可以有效提升汽车舒适性和操控性,简化多车型研发,便于汽车模块化。文章结合有限元理论、线性静力分析理论、非线性静力分析理论、模态分析理论和多目标优化理论,通过HyperMesh、OptiStruct、HyperStudy软件分别对前副车架进行了强度分析、模态分析和尺寸优化设计,具有一定的工程实用价值。本文以某SUV前副车架为研究对象,在CATIA中建立前副车架的三维模型。然后通过HyperMesh软件建立有限元模型。对前副车架进行静强度分析,强度分析包括前副车架在普通工况下的线性静力分析以及在极限工况下的非线性静力分析。强度分析结果表明前副车架在线性静力学分析中的最大应力小于材料的屈服极限,在极限工况下的非线性静力分析中,最大应力小于材料的抗拉强度,均满足设计要求。在前副车架的模态分析中,对前副车架的前四阶模态进行求解,并与对标车的前四阶模态以及路面和发动机的激励频率进行对比,结果显示前副车架的各阶模态频率均高于对标车各阶对应模态频率,且不会与路面和发动机的激励发生共振。结合前副车架的强度、模态分析结果判定前副车架可以进行轻量化设计,所以在文章最后通过HyperStudy软件对前副车架进行了多目标遗传算法下的尺寸优化。优化过程中,通过对前副车架的九个部件尺寸变量进行主效应分析,筛选出对响应主效应较大的六个尺寸变量。以前副车架某两个普通工况下的最大应力小于材料屈服强度为约束条件;以前副车架的第一阶自由模态频率最大和总质量最小为优化目标,对前副车架进行尺寸优化设计。对优化后的模型进行强度、模态验证,均满足设计要求,最终实现了减重8.47%的轻量化目标。