随着全球对温室效应问题的重视,世界各国在二氧化碳排放上达成一致共识,共同致力于全球环境问题的改善。因此各国对涉及到二氧化碳排放相关的政策法规越来越严格,同时企业也面临着运营成本居高不下的压力。然而“汽车轻量化”能够从源头上解决上述问题,因此轻量化设计受到越来越多的重视和青睐。作为道路运输工具,汽车的强度、刚度和疲劳所涉及的安全问题是其首要考核要素,不能因为过分追求轻量化,而削弱车辆自身的强度、刚度和疲劳寿命。本课题在满足牵引板自身强度和刚度的前提下,以降低牵引板总成重量,降低牵引板总整体力水平,提升疲劳寿命为目标,对牵引板总成进行结构优化,最后牵引板总成通过试验验证,优化后的方案满足法规要求,达到减重目标。本文首先使用Pro-E软件完成了牵引板总成的几何模型建立,通过Hypermesh有限元分析软件对牵引板总成进行网格化划分处理,选择合适的单元类型,根据AAR(Association of American Railroad)-M931中的试验条件对牵引板进行约束和加载。通过改进牵引板的结构形式和调整各零部件参数,应用有限元做为理论分析工具得到牵引板总成各零件的应力分布规律,然后选择最优方案进行样件试验。为了修正有限元分析结果误差。本文通过样件试验,对牵引板总成进行实际的静态应变测试,对比关键部位和应力集中区域的有限元理论分析数值和实际测量值,修正理论分析结果。在疲劳寿命设计中,根据修正后的理论结果,结合材料的S-N特性曲线,设定满足疲劳寿命设计要求的应力幅值,并计算出材料在疲劳破坏区域的最大应力值。根据该限定条件,完成了牵引板的疲劳寿命设计,最后通过试验验证,设计满足规定要求。结合对牵引板总成的研究,给出了半挂牵引车牵引板总成的设计准则和生产工艺指导原则;并建立了计算机模拟与试验验证的方法和流程。