在现代工程设计中，有限元分析方法作为设计中的一种辅助工具，具有效率高并且快捷的优点。在汽车结构的设计中，运用有限元分析方法，可以缩短新车的研发周期，节约研发的成本。汽车燃油箱作为燃油供给系统的核心部件,承受着来自道路激励起的各种振动载荷作用，设计不好易产生疲劳断裂，以往，其设计主要依靠经验,产品更新速度慢，成本高。在本论文中结合实际的工程项目，采用CAD／CAE相关技术，对某款汽车燃油箱进行结构的有限元分析。使用HyperMesh导入几何模型、抽取中面、几何清理、网格划分、设置材料属性及厚度、模拟焊接，建立高精度和高质量的汽车燃油箱的有限元网格模型。根据汽车燃油箱实际的受力情况，设置相应的约束和载荷，建立了以壳单元为基本单元的燃油箱有限元模型。使用NX Nastran求解器对该型汽车燃油箱进行静态强度的分析计算，分析出燃油箱在最大受力工况下的应力和变形分布，从计算的结果看出，燃油箱大部分区域的应力值是相对比较小的，且最大应力均小于材料的屈服强度，强度余量大。除此以外，本文对汽车燃油箱还进行了模态分析，计算出此款燃油箱前三阶的固有频率及振型，找出了燃油箱的薄弱环节，从分析的结果可以看出，此款燃油箱结构的固有频率容易和外界所产生激励频率成倍数关系，有共振现象。根据有限元分析结果，分析出燃油箱开裂的原因，提出改进方案，对改进后的燃油箱再进行动静态强度分析，以振动耐久性试验来验证改进方案的正确性。经过本文的分析研究，对汽车燃油箱的静态强度特性和模态参数有了一定的掌握，为其修改设计提供了一定的理论参考依据，得到合理的改进方案，再通过有限元分析和试验，验证改进方案的正确性,大大降低了燃油箱的设计成本，提高了产品研发效率。