纯电动汽车作为未来中国汽车行业重点发展方向之一,具有环境友好,节能减排,高效高质等特点,所以现今大部分的城市公交车也基本以电动客车为主体。由于纯电动客车的电池总质量较大,为了满足刚度强度相关要求,纯电动客车车身骨架比传统公交车车身骨架的质量更重,车身骨架占整车质量百分比较高,其百分比大约在35%-40%,所以纯电动客车车身骨架的轻量化对减轻整车的质量有着非常重要的意义。本文对市面上的一款纯电动客车的车身骨架进行有限元分析,并利用拓扑优化法、经验优化法和更换材料的方法对其进行轻量化设计。首先,对该款纯电动客车进行实地考察测量并绘制数模,之后建立有限元模型,并对其进行有限元分析。该阶段工作分为两部分:第一部分,对该款车的车身骨架在弯曲、极限扭转、急转弯、紧急制动四种典型工况下进行结构静态分析,计算出该车身骨架在各工况下的应力和变形的数值,并提出了横向稳定杆在车身骨架静力分析过程中的处理方法;第二部分,对该车身骨架进行模态分析,得到前10阶的自由振动频率,且结果满足相关设计规范。然后,以静态分析和模态分析的结果为基础,利用拓扑优化法,对该车身骨架进行拓扑优化分析。根据拓扑优化后的结果、车身骨架的相关设计规范和制造工艺进行车身骨架的结构优化。在拓扑优化之后,使用经验优化法。该部分先利用经验减重和重构,之后改变电池的布置方式,提高前轴载荷百分比,从而提高整车的操纵性。在经过前两步之后,对优化后的车身骨架在四种典型工况下做静态分析,并对其做模态分析。得到结果后,对优化后的车身骨架与原车身骨架进行相应数据对比,结果表明,优化后的车身骨架在质量方面,比原车身骨架质量减少了6.61%;在强度方面,优化后车身骨架最大应力值都低于原车身骨架最大应力值,最大应力降幅百分比在18%以上,这说明优化后的车身骨架具有更好的强度特征;在频率方面,优化后的车身骨架避开了相应的激励频率;在抗变形能力方面,优化后的车身骨架抗变形能力相比原车身骨架略有下降,但最大变形量小于本文在各工况所采用的变形标准,这表明优化后的车身骨架在抗变形能力方面仍满足性能要求。最后,在优化车身骨架基础上经过多次分析之后,最终选取更换其前围和顶盖材料的方案,该最终方案的车身骨架在质量方面,其质量相比原车身骨架减少了358.8kg,减重百分比为14.82%;在强度方面,其最大应力值都低于原车身骨架最大应力值,最大应力降幅百分比在11%以上,这说明该方案的车身骨架具有更好的强度特征;在频率方面,最终方案的车身骨架避开了相应的激励频率;在抗变形能力方面,该方案的车身骨架抗变形能力相比原车身骨架略有下降,但最大变形量均小于本文所采用的变形标准,这表明最终方案的车身骨架在抗变形能力方面仍满足性能要求。综合分析,选取该方案的车身骨架作为最终轻量化设计的车身骨架。本文在对纯电动客车的车身骨架进行有限元分析过程中,根据悬架与车身骨架的实际连接方式和位置,做了比较符合实际工况的约束模拟,并提出了横向稳定杆在车身骨架分析中的处理方法。在后续的轻量化设计过程中,利用拓扑优化法、经验优化法和更换材料的方法,建立了较为符合相关设计规范和实际制造工艺的车身骨架。以上对设计完成客车的后续优化和改进具有实际的参考和指导意义。