玉米是我国三大粮食作物之一，但当前我国玉米机械化收获的发展却相对落后，因此大力发展玉米收获机械尤为重要。底盘车架作为玉米联合收割机的承载基体，不仅要固定其它零部件，而且还要承受收割机行驶过程中所受到的各种载荷，所以车架结构性能的好坏直接关系到整机的可靠性和安全性。随着有限元理论和计算机技术的不断发展，有限元法越来越广泛地应用于不同行业的各个领域。运用有限元技术对车架结构进行性能分析，对提高整车的性能、降低设计与制造成本、增强市场竞争力都具有重要意义。本文总体分析了国内外各种类型玉米收割机的应用情况，以应用十分广泛的自走式玉米联合收割机为研究对象，对整机和关键工作零部件的结构和工作原理进行了分析研究。在此基础上，本文主要针对玉米联合收割机的底盘车架进行了有限元受力分析、强度试验、结构优化和模态分析。首先，结合底盘车架的实际结构，合理地建立了其三维几何模型，并采用实体单元进行网格划分得到了有限元模型。其次，通过约束边界条件、加载和求解得到了车架在果穗箱空载和满载两种工况下的应力分布和变形情况；另外，还对车架进行了现场强度试验，将试验数据和分析数据进行对比后，验证了有限元分析方法和结果的正确性。然后，在有限元受力分析的基础上，对其进行了尺寸优化设计，经过校核可知优化后的结构不仅体积有了一定下降，而且满足了车架材料的屈服极限。最后，论文还对优化后的车架进行了模态分析，经过计算得到了车架结构的前八阶固有频率和振型，并对其振动特性进行校核分析，避免了可能由共振引起的危害。研究结果表明，利用有限元法对底盘车架结构进行仿真分析和优化设计，可以为车架的设计和改进提供理论参考，具有较好的实用价值和现实意义。