以某重型载货汽车车架结构为研究对象,通过对HyperMesh 和ANSYS软件的学习、消化与吸收,采用板壳单元,对车架结构的有限元建模、车架结构的静、动态特性分析的关键性问题进行了研究,阐述了车架有限元结构分析的全过程。通过对车架结构建模和静、动态特性的分析研究,为有限元分析技术应用于车架设计提供了规范化的过程与步骤,不仅有利于缩短分析过程消耗的时间,提高工作效率,而且有利于达到快速分析车架结构强度,刚度以及振动特性等目的。在建立简单的车架梁单元优化模型的基础上,以车架的纵梁截面尺寸为设计变量,以车架结构的总体积为最小为优化目标,对车架结构尺寸的优化分析进行了初步的探讨。阐述了应用ANSYS 进行结构优化设计的基本指导思想及方法,这种方法可以推广到以其它单元,如板壳单元为基础的车架优化问题当中,对优化的设计变量、状态变量以及目标函数,可以根据实际需要进行调整。通过对某重型载货汽车车架结构的有限元仿真及优化,得到了一些有益的结论,为车架的设计提供了指导作用。