随着物流业的快速发展和城市间资源交换脚步的加快,半挂车在道路运输中的地位不断提高,但由此也带来了一些问题,如因为严重超载使·得车架发生局部损坏,超标排放尾气等。半挂车车架是主要的承重部位,也是质量占比最大的部件,车架的性能直接影响到整车的表现,因此对车架进行安全和轻量化研究有重要意义。本文对湖北某专用车企业生产制造的半挂车车架开展研究,首先在pro/e软件中进行几何建模,并在ansys workbench中分析了其在弯曲、扭转两种状态下存在应力过大和应力集中的现象,通过添加腹板结构及开矩形口解决了这一问题,然后再进行车架在四种工况下的应力、应变分析,验证了结构改进的正确性。在结构改进后进一步对车架模态振型进行了研究,对比改进前模态频率有不同程度的提升;证明了车架结构改进的合理性。同时为了达到企业制定标准,又进一步实施了车架的疲劳寿命分析,得到的寿命长度完全超过设计标准。为了得到轻量化的半挂车车架结构,先实施了灵敏度研究,得到各个尺寸的变化对其质量的作用,然后在此基础上实施了基于轻量化的尺寸优化,完成优化之后车架总重量减小了197kg。接下来又分别进行了四种工况下的拓扑优化,综和优化分析结果对车架后部进行打减重孔的形式进行轻量化。最后参照竹结子中空结构具有很好的抗扭抗弯性能进行车架优化设计。本文把有限元运用到车架改进和轻量化方面,为车架的研究提供一种思路。