全地形车(All terrain vehicle,ATV)是一种全新概念的新车型,在国内通常称为沙滩车。该车型区别于轿车、客车的特点在于:使用工况复杂,越野性能突出,能够适应沙地、沼泽地、泥地等各种地形,广泛应用于农业、地质勘测、娱乐休闲等行业,也可应用于军事、消防等领域。根据以上特性,对车架的性能有较高要求。其中动态特性是重要的使用性能之一。车架是全地形车的骨架,车架的动态特性对整车振动舒适性有较大影响。本文以某公司实际产品(全地形车)为例,以车架为研究对象,在对其动态特性分析的基础上,进行结构优化,以改善其振动特性,进而改善全地形车的乘坐舒适性。全文主要研究内容如下:(1)根据全地形车车架的实际情况,进行适当简化后,运用三维建模软件UG建立车架的几何模型。(2)将建立的几何模型转换成IGS格式后,导入前处理软件HyperMesh中,进行几何清理后,建立车架有限元模型。(3)基于建立的有限元模型,运用有限元分析软件HyperWoks中的Radioss模块对车架进行计算模态分析,给出了车架结构的前八阶固有频率和模态振型,并对车架的动态特性进行分析。(4)利用LMS模态测试系统,对车架进行了试验模态分析,利用模态判定准则和频响函数法对试验结果进行检验,并将试验模态结果与计算模态结果作对比,验证有限元模型的正确性。同时为下文的结构改进和尺寸优化打下基础。(5)分析路面激励和发动机激励对全地形车振动舒适性的影响,确定引起车架共振的主要激励源。(6)根据模态分析结果,结合振型特点,对车架进行改进,提出两种改进方案。(7)根据结构优化理论和车架构造的实际情况,选择了尺寸优化技术,对车架进行优化。通过灵敏度分析,找出最优设计变量,建立优化模型。对优化后的车架在四种典型工况下进行强度校核,验证优化效果。