本文以某重型载货汽车双层梁式车架为研究对象,应用HyperMesh软件,采用壳单元建立了该车架的有限元模型，对其结构进行了强度和刚度有限元极限工况分析计算，以及模态分析。分析工况分别为：满载侧扭工况、满载前扭工况、满载后扭工况、超载弯曲工况、超载侧扭工况、超载前扭工况、超载后扭工况。基于基础车型车架静态结构特性参数的分析结果，采用“加减原则”将双层车架结构进行结构改进，改为单层板结构并加强悬架区域的局部结构。确定初步方案后，对其进行有限元极限工况分析，对比原方案结构，各项参数满足要求后，采用Isight软件着重进行了改进方案的尺寸优化及横梁布局优化，获得最终优化方案，对最终优化方案进行有限元对比分析，均满足要求，达到了轻量化目标。最终优化的单层梁车架方案较原基础车型车架，质量减轻了约10%；车架整体应力水平降低，局部薄弱环节结构应力集中水平降低，应力分布更加均匀，其中，超载前扭和超载后扭工况最大应力虽略有升高，但是都在安全范围内；一阶弯曲模态一阶扭转模态均有所提高。各项结构特性参数均满足项目改进的开发要求，积累了产品优化改进的开发经验，完善了产品改型优化的开发流程，并为后续的产品设计提供参考。