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K3型旅游休闲车是某汽车有限公司自行设计的轻型车,该车型适用于旅游风景区的浏览观光运输。由于样机在测试过程中出现行车架竖直弯曲变形过大,发动机仓的支撑横梁断裂、车尾顶部外包梁支撑骨架脱焊等问题,影响了汽车的安全行驶。本文旨在将计算机辅助设计与计算机辅助分析引入汽车车架设计中,进一步完善K3型旅游休闲车的设计,让车架的结构性能达到最优。文中首先介绍了K3型旅游休闲车的工作概况,然后利用计算机辅助设计技术建立汽车车架的三维数字模型,用有限元分析法通过CAE程序MSC.PATRAN/NASTRAN对车架进行了静力分析,得出关键部位的应力及应变,分析车架结构是否满足强度和刚度条件。然后进行了车架的静态试验,验证了有限元静力分析的合理性与正确性;其次,对车架进行了模态与瞬态响应分析,得到车架的各阶固有频率和固有振型以及车架在路面激励下的位移响应和应力响应,并对结果进行分析,找出汽车在使用中存在问题的原因;最后,利用优化设计理论,以车架轻量化为目标,以车架最大变形为约束条件,利用MSC.NASTRAN的优化模块,对车架大梁进行尺寸优化设计,同时对车架进行了结构改进,并对优化改进结果进行较详细的应力应变分析以及瞬态响应分析,以验证优化结果的合理性,提出结构改进方案。通过优化设计,把车架大梁截面尺寸由原来的75×50×2.5,改成118×45×2.5后,变形满足厂家的允许设计值;并对汽车的局部位置增加支撑骨架结构。通过改造的车型推向市场后,用户反应良好,达到了预期的市场效果。