近年来，随着社会经济的发展，客车在交通运输产业扮演着越来越重要的角色。大客车客运量迅速上升的同时，客车燃油消耗量大、排放污染严重、乘员防护能力不足等诸多问题伴随而至。造成这些问题的原因是多种多样的，例如：客车的发动机在节能减排方面有技术短板、车辆在长期运营过程中没有及时维修保养、车辆的生产品质存在缺陷等等，然而与这些因素相比，客车的轻量化和被动安全性才是问题的根本原因。现今国内成熟的客车产品在车身结构上大多采用具有三段式车架的非承载式车身，这种车身结构的优点是结构简单、安装方便、有利于车辆的批量生产。不过缺点很明显，就是车身比较重，而且车身侧围和顶盖不参与承载，造成局部刚度较小，发生事故时对乘员的防护能力不足。因而，国外高端的客车产品大多采用新一代的承载式车身，这种车身结构具有重量轻、整体刚度强度大、被动安全性好的特点。在此背景下，本文以承载式客车车身结构为研究对象，提出了一种客车车身结构设计优化技术——MMEP（多工况多体动力学分析、多维度拓扑优化、车身结构工程化、性能验证），这种技术建立了一个半自动化的车身设计优化平台，在考虑静态载荷、动态载荷、车身杆件截面尺寸和薄壁梁板厚的条件下，解决了满足车身轻量化和被动安全性多目标要求下的客车车身设计和优化问题，并以承载式客车车身段设计为实例验证了此方法的可行性。针对客车运行时的典型工况进行了多体动力学分析，分析旨在考察悬架系统与车身结构连接的硬点的受力情况，硬点受力将作为拓扑优化的静态载荷。采用折衷规划法构建拓扑优化目标，实现了同时权衡静态载荷和动态载荷的拓扑优化技术，并通过多种静动态权重比的拓扑优化结果比对选择了合理的承载式车身结构初期设计模型。在初期设计模型的基础上生成了承载式客车车身段的线框模型。在车身结构工程化阶段，考虑了组成承载式桁架结构的薄壁梁的性能，总结出薄壁梁的刚度质量系数SME、抗弯强度、抗压强度等性能指标随着梁截面尺寸特征变化的规律。分析车身顶盖结构、侧围结构和底架结构中各重要杆件的性能要求，并结合薄壁梁的性能变化规律匹配车身结构中各杆件的截面尺寸。对车身杆件做灵敏度分析，并选择其中一阶模态频率相对灵敏度最大及最小的5个杆件做板厚优化。工程化结果显示设计完成的承载式客车车身与非承载式客车车身相比在轻量化水平上有着明显的优势。对车身段结构进行性能验证，验证指标包括模态性能和侧翻安全性。引入了尺寸相同的非承载式客车车身段进行模态和侧翻的试验和仿真分析，再对本文设计的承载式车身进行相关仿真分析并与其进行对比，显示承载式车身段无论在模态性能还是在侧翻安全性上均比非承载式车身段优秀，验证了使用MMEP方法设计优化承载式客车车身的可行性。