随着汽车市场的竞争越来越激烈,汽车的质量和使用寿命显得尤为重要。汽车结构的抗疲劳设计已成为汽车研发的重要内容之一。本文以类菱形客车车身结构为研究对象,利用虚拟试验场技术,模拟汽车试验场可靠性试验,评价类菱形客车车身的抗疲劳性能,为该项目后期该车进行试验场可靠性试验提供一定的参考;然后提出了结合试验设计、有限元计算和遗传算法的结构抗疲劳优化设计方法,对铝合金车轮进行了抗疲劳优化设计。首先,对类菱形客车的车身进行网格划分,建立车身有限元模型。由于车身受到的载荷是通过轮胎和悬架系统传递,因此轮胎和悬架系统的有限元模型非常重要。在建立轮胎和悬架系统有限元模型时,对轮胎和钢板弹簧有限元模型进行了虚拟试验,充分考虑轮胎、钢板弹簧和橡胶衬套等组件的力学特性,保证了悬架的精细度和完整度。将各总成有限元模型装配在一起,得到整车有限元模型,对其进行初始化计算,使其达到平衡状态。其次,按照汽车试验场可靠性试验规范,建立所需的可靠性道路有限元模型。充分考虑汽车的动态和非线性效果,应用LS-DYNA显式有限元程序,对类菱形客车进行可靠性试验仿真分析。应用雨流计数法和应变疲劳理论计算类菱形车车身在试验场可靠性试验中的综合疲劳寿命。最后,以铝合金车轮为例,建立了铝合金车轮及疲劳试验机有限元系统模型,完全按照铝合金车轮疲劳试验条件进行疲劳寿命预测。利用近似模型方法和多目标优化算法,对铝合金车轮进行抗疲劳优化设计。在提高铝合金车轮的抗疲劳性的同时实现其轻量化。