本文基于刚柔耦合虚拟样机对重型卡车在随机路面下车桥疲劳寿命的敏感度进行了分析，在此基础上对桥壳的疲劳寿命做出了预测，且选取受结构参数影响的性能指标进行了多目标优化，得出了一组合理的参数。通过疲劳寿命对结构参数的敏感性分析，得出最大应力幅对各结构参数的偏导数是驱动桥疲劳寿命预期的核心因素。按照某卡车汽车实际参数，利用多点约束法建立桥壳为柔体的整车刚柔耦合模型，根据多体动力学仿真得到载荷进行有限元分析。通过回归分析得到桥壳厚度、簧距、轮距三个参数对桥壳应力幅特性曲线，并分析了车速、路面对其影响。通过对比仿真曲线和疲劳试验数据并定义修正系数，使两者吻合，在此基础上对比了不同工况下桥壳关键结构参数对桥壳疲劳寿命的影响。采用坐标轮换法对单一工况和多工况下桥壳疲劳寿命进行了优化，最后采用遗传算法对桥壳的疲劳寿命、桥壳重量、整车侧倾稳定性做了多目标优化，对比两种优化方法结果，计算并通过试验验证了等效疲劳寿命。