针对某重型商用车空气滤清器支架在使用过程中发生断裂的问题，通过对支架断裂失效模式进行分析，结合HyperMesh仿真分析结果，确定故障原因主要是空气滤清器支架焊接处应力超过材料本身的屈服强度；针对故障原因对支架结构进行优化改进，将“底座与主体圆钢管焊接” 结构改为质量更轻的“矩形钢管与钣金折弯板螺栓螺母组合”结构。仿真计算结果表明，与原支架相比，优化后支架1阶模态提高6.5 Hz，最大应力减少100 MPa，理论上满足整车使用的各类路况；对优化后结构进行模态测试、台架振动试验和6 000 km破坏路面可靠性试验，支架均未出现断裂故障；根据售后反馈结果，优化后空气滤清器支架很少发生断裂。