汽车与自转旋翼机相结合的飞行汽车，需要兼顾陆地长途行驶与空中短距飞行的需求，车身与车架的结构强度与轻量化是一对突出的矛盾。本文针对上述问题，基于结构设计与有限元静动态结构分析理论，在研究国外飞行汽车的基础上，在国内首次开展了用于飞行汽车的空间管阵式车身车架一体化设计，并进行了相关的参数化有限元建模、结构刚强度静态分析、结构自由模态分析及外界激励对车身车架振动水平的影响研究。在空间管阵式车身车架一体化设计中，综合汽车行驶稳定性和自转旋翼机飞行稳定性的要求，依据飞行汽车总体设计，并参照航空器设计原则，完成了车身车架外形的形状约束；借鉴国外飞行汽车资料，确定了空间管阵式的一体化车身车架形式；根据航空器及汽车选材原则，确定30CrMo合金钢作为车身车架的材料；在分析车身车架总重量约束和各部位受载的基础上，参考FSAE赛车车架设计相关标准，确定使用三种规格的钢管；通过研究车身车架外形尺寸约束，确定了空间管阵式车身车架的总体尺寸参数，使用Solidworks软件建立了实体模型。用APDL语言编写了包含关键点坐标、框架连线、单元类型、材料参数的前处理命令流，建立起参数化的空间管阵式车身车架几何模型，并结合GUI界面操作方式建立了其有限元网格模型，同时分析并处理了其基本载荷。选取弯曲工况、弯扭组合工况、跃升起飞工况、小速度巡航工况、典型着陆工况共5种工况分析研究空间管阵式车身车架的静态性能，依据汽车设计相关载荷标准，确定动荷系数，根据一般类旋翼航空器适航标准确定过载系数，计算上述5种工况车架所受载荷并分析确定各工况位移边界条件，得到各工况的等效应力云图和位移图。综合各工况的应力分析结果，表明车身车架强度符合设计要求。分析车身车架各工况位移图，确定发生大位移的区域及其位移量，作为评价车身车架刚度的依据。使用上述所建立的空间管阵式车身车架有限元模型，利用有限元Block Lanczos法提取了车架自由状态下的前16阶模态，得到车身车架各模态的固有频率及振型，分析了车身车架振型的特点。把外界激振源划分为道路激励、发动机激励、螺旋桨激励、自转旋翼激励四类，重点研究道路激励和发动机激励对空间管阵式车身车架振动性能的影响。分析了车身车架在未铺装路面、碎石路面、搓板路面、平坦路面四种路面下的振动性能的影响，确定了空间管阵式车身车架在上述不同路面下的共振车速，同时计算发动机工作振动频率，分析其对车身车架振动性能的影响，为进一步动力学分析设计提供依据。