本文以商用乘骑式草坪割草车辆大架为研究对象,重点对大架的动态特性进行了有限元分析,并针对实际要求讨论了大架的优化设计。研究的内容包括:草坪几何与物理特性的研究,确定了草坪的不平度功率谱密度函数,从该函数出发用正弦波叠加的方法在Matlab中模拟出地面曲线。研究车轮—草地接触模型,计算得到割草车各轮在草坪上的滚动阻力及其刚度和阻尼。在Pro/E中建立割草车大架的实体模型,导入ANSYSWORKBENCH抽取中面后用壳单元划分有限元网格。分析在弯曲工况、制动工况、转弯工况和扭转工况下的应力与变形状态,对应力集中位置结构提出改进方案。计算割草车大架的模态,讨论工作状态下大架共振的可能性;进行割刀和地面激励下大架结构谐响应分析,研究大架对不同频率动载荷的响应特性。建立简化的割草车振动模型,在此基础上建立包括车轮、座椅弹簧的割草车整体有限元模型;将模拟出的地面曲线作为车轮位移载荷,分析割草车大架在直线行驶状态下的动态应力情况,校核大架强度。改变大架构件参数,研究不同参数值对大架动态强度及刚度的影响。最后,对原有割草车大架结构进行拓扑优化,进行材料取舍,减轻重量。