车架是汽车上重要的承载部件，安装着发动机、传动系、转向系、悬架、驾驶室、货厢等有关部件和总成，车辆所受到的各种载荷最终都传递给车架，因此，车架的结构性能直接影响着整车的性能。使用有限元法对车架进行结构分析，可以尽早了解车架的静动态特性，为车架结构的优化提供指导，对车架进行拓扑优化可以提高车架的力学性能，减少材料使用，节约研发成本。某型清扫车车架在改装设计和样车试制过程中均发现车架整体刚度小，车架中部挠曲变形大的问题，为解决车架挠曲变形大的问题并提高车架的力学性能，本文在Hypermesh中建立了以壳单元为基本单元的车架有限元模型，借助通用有限元软件Ansys对车架进行了静态响应分析，分析了车架在典型工况下的变形和应力分布情况，并比较了车架挠度小试的挠曲变形和仿真结果。计算了车架前十阶模态特性，获得了车架自由状态下的固有频率和振型，并在Ls-dyna中进行了车架谐响应动态分析，找出了车架结构中的薄弱部位。考虑到车架的实际结构中一些不确定性因素的存在，车架的确定性结构分析与实际情况会有一定的偏差，为了更真实地模拟车架的力学特性，充分考虑车架的一些不确定性因素对车架静动态响应的影响幅度，在车架确定性结构分析的基础上，建立车架不确定参数化模型，运用区间分析方法分析了车架结构和材料的一些不确定性参数对车架响应的影响幅度，并与确定性分析进行了比较。在对车架静动态特性分析和区间分析的基础上，对车架结构中薄弱的部位进行了拓扑优化分析。以车架结构的体积分数为优化目标函数，以车架的挠曲变形作为约束，获取了车架新的局部拓扑结构，从而提高了车架整体刚度，改善了车架挠曲变形大的问题。