全承载式客车车身由于其质量轻，刚度好等优点，逐渐成为了客车车身结构的主流。这种车身结构形式是由矩形钢管焊接而成的空间桁架结构，由于取消了独立完整的车架，车身承担了所有工作载荷以及路面传递的各种冲击载荷，对客车车身骨架结构的强度提出了更高的要求。所以，如何准确的描述结构的应力水平对全承载式客车车身骨架结构设计具有重要意义。传统的结构分析，通常采用的是基于线弹性的分析方法，这种分析方法对于计算未超出比例极限的低应力结构比较准确。但在极端工况下，车身骨架结构难免会发生塑性变形，由于线性分析理论的局限性，计算所得到的应力值过大，有的甚至超出了断裂极限，将无法准确描述发生超出比例极限后的应力水平以及应力分布情况。与此同时，在一般的机械设计过程中，对于由常用金属材料所构成的结构，其许用应力均是基于比例极限而设定的，因此超出比例极限的结构一般不建议采用。但在客车实车运行中发现，除了少数承受较大交变载荷的部位外，其他结构并未出现问题。根据上述理论分析可知超出比例极限的局部结构发生了塑性变形，势必导致应力重新分配，产生局部高应力强化，这种情况下的结构未必是不能使用的。而线性分析方法无法准确得出车身骨架结构的屈服性能，所以本文研究适用于客车车身骨架结构的非线性分析方法，以及客车车身骨架结构屈服后的应力应变行为。本文首先探索模拟矩形钢管断裂失效行为的非线性分析方法，在该模型仿真过程中，根据拉-拉实验，获得了仿真过程所需的有效应力应变曲线。采用适用于大多数金属材料的延展性失效准则，确定了材料断裂的临界应变值，并通过定义损伤因子，实现失效单元的删除功能，最后，确定了发生断裂后单元刚度柔化的演化方式，实现了考虑材料非线性，接触非线性，以及几何大变形条件下的非线性分析方法，得出了该矩形钢管的断裂失效形式和裂纹扩展的方式。为了验证上述非线性分析方法的有效性，本文设计了与模型仿真相符的断裂失效实验。为了提高实验的成功率和实验效率，在截面尺寸为40×40×1.5mm，长度为500mm的矩形钢管上开设半径为30mm的半圆孔，以诱导钢管的中间部位率先发生断裂。通过实验测出反力-位移曲线，以及与仿真结果对比观察裂纹产生的部位，方向和尺寸，吻合度较好。在保证非线性方法有效性的基础上，将该分析方法运用到客车车身骨架结构计算中。主要研究了某全承载式客车车身骨架结构在满载弯曲，左轮悬空，右轮悬空三种典型工况下，超出235Mpa的高应力单元的应力水平。由分析结果可知，采用非线性分析方法计算得到的超出比例极限的高应力单元，其应力水平并没有如线性分析方法计算的应力值大。不仅如此，计算结果还证明了超出比例极限的接头结构，其应力集中区域的应力分布得到了重新分配。由于高应力单元的承载值降低，从而使应力集中区域附近的其它单元均进入了塑性阶段，与线性分析方法的计算结果相比，非线性分析方法计算的单元应力分布较均匀，且进入塑性区域的面积较大，并且应力集中影响系数较小。由此说明了单纯的依靠线性分析方法考查超出比例极限结构的应力水平将产生较大的误差，从而导致设计人员对该局部结构进行加强，不利于车身结构的轻量化。针对非线性分析方法计算过程需要经过多次迭代，对计算机资源的要求较高，计算时间较长的缺点，本文提出引入修正系数的方法对线性分析方法的计算结果进行修正。根据对现有模型的计算结果，统计出线性分析方法计算的应力值与两种分析方法的应力比值的关系曲线。通过这种曲线拟合的方法，可以对线性分析后的客车车身骨架结构模型的应力值进行修正，从而在不浪费较多计算资源，提高计算效率的基础上，又能估算出超出屈服点后的结构应力水平，比较接近非线性分析方法计算的应力结果。