节能、环保与安全是汽车技术发展的趋势,其中减小汽车自重是汽车降低燃油消耗及减少排放的最有效措施之一。国内开发和引进的长途高速大客车,豪华大客车、旅游车等,大部分都采用三段式车架结构。三段式车架分别由前、中、后三段槽钢大梁焊接而成,作为整车的主要受力部件,底盘槽型纵梁按轴矩设计要求从中间断开,车架中段用空心型钢组焊成格栅结构,然后分别与前、后段槽型大梁组焊成一体,中段格栅式底架设置了贯通式行李舱。这种三段式车架具有结构简单、强度高、刚度大等特点。通过有限元模型受力分析表明,在实际工况中,对于三段式车架,几乎每一根梁都要承受弯矩和扭矩的联合作用,车架纵梁承受弯矩和扭矩均较大,而中段的格栅结构则主要承受弯矩。三段式车架结构其优点是生产工艺性良好,但车架自身重量过大,总重量达到1360kg,结构受力不合理。因此,有必要对原有三段式车架进行结构优化设计及减重设计,减少车架重量,并使其受力更加合理,更加均匀,使客车整车更符合节能、环保、安全的要求。本论文以宇通ZK6117客车的三段式车架作为对象进行强度、刚度、可靠性、模态的分析。另对可替代槽钢结构的几种新型结构进行刚度分析与验证对比,从中选择一种最优方案。以最优方案的新型结构替代原有槽钢进行有限元受力分析验证,提出一种新型的三段式车架模型,并对其强度、刚度、模态进行分析验证,在保证刚度、强度不降低,或略有提高的前提下达到减重的目的。进行优化设计后得出的新型三段式车架模型重量是1164kg,比原来车架总重1360kg减少了196kg。本文通过采用理论研究、实验研究、软件仿真等方法,充分利用现有的CAD/CAE技术,实现车身的结构强度、刚度、模态等性能的仿真分析,达到减重约200kg的目标。并且结合以往开发经验,形成一整套车架减重的规范和标准。