汽车车架作为汽车总成的一部分,承受着来自道路的各种复杂载荷作用,并且汽车上许多重要总成件都是以车架为安装载体,因而车架的强度和刚度在汽车总体设计中起了非常重要的作用。通过有限元法对车架结构进行性能分析,在设计时考虑车架结构的优化,对提高整车的各种性能,降低设计与制造成本,增强市场竞争力等都具有十分重要的意义。本文根据本田杯节能赛车的设计要求,首先,利用UG软件对YD02型节能赛车进行车架结构设计,并建立了车架的几何模型;其次,以有限元技术为基础,结合现代计算机技术,利用Hypermsh、Patran和Nastran等软件建立了基于壳单元的车架结构有限元模型并对模型进行了适当的简化;再次,在有限元模型的基础上,对车架进行了静态分析,得到车架在各静工况下的应力分布,并通过实验验证了模型的正确性,对第一次设计中存在的不合理结构提出改进意见,并验证了改进后的模型基本满足设计要求;最后,对车架进行了模态分析,并在此基础上,研究了发动机输出的简谐力引起的车架位移响应(即谐响应分析),考查节能赛车车架各部位的振动情况,使其与模态分析结果对比,分析是否与该车架固有频率相近而导致共振。通过有限元分析,一方面校核了车架的结构强度和刚度,一方面对结构不合理的地方提出建议,以满足赛车节能轻量化设计。通过对燕大YD02节能赛车车架结构的有限元分析和实验对比,得到了一些有益的结论,为车架的设计提供了指导作用。本文对节能赛车车架的有限元分析方法和过程适合于各类车架的设计和分析。