现有车架结构需要进行大量焊接和铆接，由此必然带来很多缺点。这些缺陷降低了车架的使用性能和承载能力，影响车辆行驶的安全性、平稳性和动力性能。在设计阶段，通过改善力学性能可以改善和提高其性能。为了改善车架的性能，避免过多连接，降低误差累积，就要在保证强度和刚度的情况下实现最小量的连接。为实现最小量的连接本文提出了车架设计的“最小量分割”方法。最小量分割方法是：利用整体设计的思想进行车架设计，在制造时由于加工方式与装配要求以及制造水平的限制，将整体设计的车架在小应力区域合理的位置处进行分割，采用分区域制造，最后在进行连接。但是为了避免过多连接，降低误差累积，就要在保证强度和刚度的情况下实现最小量分割，实现设计和制造的平衡。本文将结构设计与力学性能分析有机的整合为一个设计过程，将计算机的强大功能和辅助软件的优秀功能相融合，提出两种新的车架设计方法来实现车架的“最小量分割”设计------“小应力区域减法”和“多工况模式拓扑优化”设计方法。这两种方法都是从车架性能设计入手，根据性能分析结果进行车架的结构设计和功能设计及优化，具有性能、结构与功能优化及耗时少的优点。车架设计的“小应力区域减法”采用“减”的设计思想：将车架在设计前视为一个整体块状，在其上划分出底盘中与车架联系的各个系统的模块空间——发动机布置、行走系、传动系、转向系、制动系等，利用ANSYS参数化设计，得到整个车架的应力分布情况，将小应力区域切除，大应力区域保留（或适当的切除与添补）。同时，通过参数化的设计方法控制各个模块空间的尺寸；再次进行强度分析，用同样的方法多次切除，进行迭代，达到满足强度要求的质量最小化；最后再根据加工方式与装配要求进行最小量分割，分割点处于小应力区域，避免了过多连接所带来的误差积累，以提高车辆的整体特性。多工况模式拓扑设计方法是一种概念设计方法：在未知结构拓扑形状的前提下，根据已知边界条件和载荷条件确定出较合理的结构形式。本文利用载荷模式与约束模式表达工况模式，利用ANSYS多工况拓扑优化功能，对车架的结构进行设计及优化。同时在静态弯曲和制动两种基本工况模式下，通过一体式抽象车架模型进行拓扑优化性能设计。用伪密度分布图将小密度区域切除，得到车架的基本构造模式。再经过车架在多种不同工况模式下的力学性能分析，循环改进，最终得到合理的车架构造。在满足车架强度、刚度的情况下，进行车架固有频率的控制和轻量化设计，以提高车架的整体性能和节省材料。最后再根据加工方式与装配要求进行最小量分割，分割点处于小应力区域，避免了过多连接所带来的误差积累，提高了车辆的整体特性。在本文的最后，针对一体式车架的制造方法做了简单的探讨。