随着全球汽车产销量及保有量的逐年持续增长,能源危机以及环境污染问题的加剧,汽车轻量化逐渐成为了各大车企的关注重点。作为车身设计中最重要的组成部分,轻量化对汽车工业的可持续发展具有重要意义,也是未来汽车发展的必然趋势。电动公交车是人们日常出行主要的公共交通工具,采用电能为动力源,避免了尾气排放造成的空气污染,相比于传统燃油机公交车更加环保。但电池的耐久性以及充电基础设施的滞后在一定程度上制约了电动公交车的发展。利用汽车轻量化设计降低电动公交车的重量及生产成本,达到延长电池的充电寿命目的,提高电动公交车的续航能力。目前汽车轻量化方法主要分为轻量化材料、结构优化以及先进制造工艺。在工程领域中对结构的分析与优化主要是基于有限元法进行的,历经半个世纪的发展,人们对有限元法的利用也越来越广泛,加之计算机技术的日益成熟,促进了有限元分析方法在汽车领域上的应用,如汽车车身静力学分析、动力学分析以及研发阶段的优化设计等。本文以电动公交车轻量化为目的,基于有限元法结合有限元分析软件ANSA以及ANSYS Workbench,利用企业实际开发的电动车公交车车身骨架三维模型展开研究。对车身骨架三维模型进行结构简化和修改,省略车身结构中对整车性能影响甚微的结构特征;再通过ANSA软件对电动公交车车身骨架三维模型分部分进行抽中面处理以及划分网格等工作,得到公交车车架的有限元模型;最后采用ANSYS Workbench软件对有限元模型进行静力学分析和模态分析,得到电动公交车在满载、扭转、紧急制动和紧急转弯工况下的应力和位移云图,以及车身骨架结构的固有频率。根据分析结果提出针对研究对象的优化方案,使车身结构设计更加合理,同时达到降低研发成本以及轻量化的目的。本文汽车轻量化设计首先根据以往工程人员的设计经验对车身顶骨架进行结构优化,再基于局部拓扑优化车架底盘结构进行优化改进。最后对改进后的整车车身结构进行分析和验证表明:在满足电动公交车车身骨架刚强度稳定性的前提下,改进优化后的电动车车身骨架总质量减少了5.02%,达到了电动公交车轻量化的目的。同时对车身骨架局部刚度及强度的薄弱环节进行合理而有效的加强,对局部刚度及强度过剩的区域进行合理改善。证明了拓扑优化方案的可行性,为该款电动公交车的轻量化研究提供设计参考。