清障车是一种装备有清障救援作业设备,能够起吊和托牵故障或事故车辆,迅速离开事故现场以保障道路通畅的专用车辆。随着我国公路里程和汽车保有量的持续增长,对清障车的救援需求也在快速增加,为应对日益复杂的路况和恶劣的作业条件,清障车也在朝着重型化、多功能化和智能化的趋势发展。首先对清障车在国内外的发展状况进行了介绍,总结了其未来的发展趋势,将清障车进行分类,并对各类清障车的特点进行了详细说明。以设计开发的HPD5250TQZ型清障车为研究对象,列出了其主要的组成结构,结合三轴汽车的轴荷计算方法,在考虑轮胎和悬架弹性的前提下对该型清障车的轴荷进行了计算。利用UG对上装结构进行了三维建模,采用Hypermesh建立了吊臂和托架的有限元模型。结合吊臂和托架的实际受力情况分别确定了危险工况并加载,对其结构进行了静力学有限元分析计算,得出各工况下吊臂和托架的应力云图和位移云图,并对计算结果进行了细致的分析,找出了应力集中区域并给出了改进意见。此外,对吊臂和托架结构进行了模态分析计算,得出了两者在各工况下的固有频率和振型,对吊臂和托架在受到吊重摆动激励频率、路面激励频率和发动机激励频率下的响应特性进行了研究。最后,采用基于有限元法的尺寸优化技术,对托架的目标板进行了参数化建模和优化,以质量为优化目标,优化后托架质量减轻5.23%,优化结果显示,优化后托架的变形量稍微变大,应力分布更加均匀,模态特性得到改善,为该型清障车的定型生产提供了依据。