直升机作为航空器中的重要组成部分,具有轻便灵活、垂直起落、空中悬停、超低空飞行、向前后左右任意方向飞行等优点,使得它在国民经济和国防中得到十分广泛的应用。直升机技术成为衡量一个国家科技力量的重要指标之一。在直升机制造工业竞争日益激烈的今天,如何用最短的时间设计出结构更好,质量更轻、性能更高、节能经济、舒适安全的直升机产品已经成为摆在直升机生产厂家眼前必须面对的一个新的挑战,而能够实现结构的轻量化设计是这一系列重要指标的前提和基础。在直升机的研发领域,轻量化设计已成为整机设计的主要方向之一。轻量化设计,会节省材料的使用,降低机身的重量,减少碳的排放量。本文建立了直升机机身的有限元单元模型,从基础上对直升机机身进行静力和动力学分析的研究。以FURIA轻型直升机机身为研究对象,利用ANSYS建立了直升机机身的有限元单元模型,对直升机机身建模过程进行了研究。其次,对直升机机身的静态特性和动态特性进行深入研究,对直升机机身进行性能分析评价。进行了直升机跃升起飞工况,平飞工况以及着陆工况的静力分析,并对直升机机身进行强度和刚度的评价。提取了直升机机身前7-22阶的自由模态,得到了各阶模态的固有频率和振型。进行了谐响应分析,验证了模态分析的结果。再次,建立直升机机身的有限元优化模型,以直升机机身各个梁管的截面尺寸作为设计变量,以直升机机身的总体积为设计目标,运用ANSYS优化模块对直升机机身的轻量化设计进行初步的探讨。得到优化后的最优各截面尺寸和最小机身体积。对优化后的有限元模型再次进行静力分析和模态分析,并对优化前后结果进行比较。