某型乘用车副车架在路试过程中出现对应特定发动机转速的强烈震动，并产生开裂失效。本文即对此震动及开裂问题进行原因分析，并在此基础上进行结构改进和轻量化设计。采用的方法是：首先利用辅助设计软件UG建立副车架的CAD模型。为方便进行有限元分析，在几何模型的基础上进行一些必要的清理及简化，删去细微的不影响分析结果的特征。将简化后的模型导入到Hyper mesh软件中进行有限元分析的前处理，得到中面模型。在此基础上，采取适当的网格质量控制方法，建立副车架的有限元分析模型。由对应车型工况得到副车架的十二种工况，再通过求解器MSC．NASTRAN分别进行十二工况的有限元静力分析，对比计算结果，根据应力分布情况确定制动和加速工况为副车架的两个相对危险的工况。同时经综合分析得到副车架的薄弱部位与强化部位。为结构改进奠定基础。为验证有限元分析模型及有限元建模时所采用的连接方式、边界条件等，对副车架进行应力应变测试，在发生开裂的位置及其他比较关心的部件上布置测点。该测试借助疲劳台架实验进行，台架实验主要模拟副车架的两个危险工况进行加载。将测试得到的应力值与有限元分析结果比对，验证有限元分析模型。为检验副车架的振动特性，对副车架进行模态分析，包括自由模态分析和约束模态分析。由隔振理论分析可知，副车架的一阶固有频率与由发动机产生的激振频率相接近，未达到隔振要求，由此找出路试振动问题的原因。借助模态理论做进一步的分析，可得出通过提高副车架静态刚度的方法提高其固有频率，进而达到避开共振频带的目的。引入刚度质量系数分析法，得出副车架弯曲刚度设置不合理是造成开裂的主要原因，进而通过调整副车架结构参数的方式提高抗弯刚度，解决副车架震动开裂问题。以两个恶劣工况对改进后的副车进行有限元静力分析。发现副车架弯管处应力分布最少，为适宜减重的部件。针对弯管处的扭转变形方式进行刚度效率分析，通过对设计尺寸参数的分析和调整，在不影响整体刚度匹配的前提下提出了减重方案。相同工况的静力分析证实改进后结构的应力分布更趋均匀。对改进后的副车架进行的台架试验及路试证实，成功实现减重目标。本文所采用的分析方法及所取得的研究结论可为汽车研发人员在副车架及相关零部件的研究方面提供参考。