汽车轻量化技术作为改善汽车与能源、环境之间矛盾的关键技术手段,已成为各大汽车企业及科研院所的重点研究。而车架作为汽车的一个重要组成,起着支撑和连接汽车各总成的作用,直接影响着汽车的操稳性与安全性,因此,针对汽车碰撞安全性的轻量化设计具有重要的工程应用价值。本文以西华大学2019年方程式赛车电车车架为研究对象,根据赛事规则和赛车在实际比赛中的工况作为分析依据,在保证车架强度、刚度和抗撞性的条件下,对车架进行轻量化设计,研究内容主要包括以下5个方面:（1）掌握方程式大赛规则要求、车架抗撞性分析方法和轻量化设计要求,结合车架的选材、设计以及制造工艺完成车架的三维模型建立,并搭建出基于车架抗撞性能下的轻量化设计流程。（2）结合方程式赛车比赛要求,利用Ansys Workbench对车架进行满载弯曲、满载扭转、高速转弯、紧急制动和直线加速五个工况下的静力学分析,验证车架强度和刚度,同时利用Abaqus对车架进行100%正面碰撞和40%正面偏置碰撞分析,结合车架静力学分析结果和碰撞分析结果,拟出车架基于抗撞性的结构优化设计方案和轻量化设计方案。（3）对车架进行实验验证,检验车架有限元分析的准确性,测试结果与仿真分析对比误差在15%以内,基本验证了车架有限元分析的准确性,证明了车架结构优化方案和轻量化设计方案具有指导价值。（4）结合大赛规则对车架进行抗撞性的结构优化设计,对车架的前隔板支撑系统和主防滚架部分进行强化,将前隔板支撑系统上下斜撑改为方管、调整前隔板支撑系统两侧管件布置以及增加主防滚架斜撑,并对结构优化后的车架进行静力学分析和碰撞分析验证,分析结果表明车架变形改善明显。（5）对结构优化后的车架结合试验设计方法进行轻量化设计,经最优拉丁超立方抽样选取出79个样本点;采用kriging代理模型进行抽样精度验证;通过多目标遗传算法对车架进行参数优化;并对参数优化后的车架进行静力学分析和碰撞分析验证,车架质量由31.107kg降为28.546kg,实现10.46%减重。