本论文利用Pro/E软件对某型客车车架进行了3D建模，本论文所讨论的车架为三段式车架，由前、中、后三段焊接而成，主要采用型钢。对该车架进行建模过程中，根据该车架的特点和考虑到后续的网格划分难易程度，并没有采用实体造型而是采用表面造型的建模方法。表面模型方法，以面代替体，在其特征属性中定义各实体的参数，在保证特性的同时，不拘泥于外形相似，进行局部的简化。模型建立后将完成的模型导入到ANSYS软件中进行网格划分，建立有限元模型，在确定载荷的简化和施加方法后，分别讨论了该车架的静态强度、刚度和模态特性，同时对该车架的动态特性也进行了分析研究。结果表明该车架能够满足各种性能要求，但是车架在2倍载荷力下局部应力与材料的屈服应力接近，基于车架的这一特点，论文对车架的该局部进行了改进设计。针对车架中段纵梁在载荷的作用下整体应力较小，对其进行了设计优化，在满足强度和刚度的条件下，以中段纵梁的质量作为优化目标，计算出符合设计要求的轻重量的纵梁。另外对车架的主要结构进行了拓扑优化，优化结果使纵梁结构节省了部分材料，降低了生产的成本，提高了汽车的燃油经济性。