三轮汽车是我国农业生产、运输中的一种重要交通工具,具有运量较小、运输成本较低等特点。车架是三轮汽车主要承载部件,对整车性能影响较大。对其进行性能分析与轻量化研究具有重要的现实意义。本文针对某型三轮汽车车架开展研究,建立了车架有限元分析模型,对其动态、静态性能进行了仿真分析,并对其结构进行了轻量化设计。研究内容主要包括:(1)在合理简化车架结构、确定相关参数的基础上,建立了以四节点板单元为基本单元的车架有限元模型。(2)对重载驻车、重载制动两种典型工况下的车架有限元模型进行了静力学分析,并通过重载驻车工况下的静态电测试验验证了有限元模型的静态性能分析精度;静力学分析结果表明,车架多数部位应力存在富裕,有结构优化的必要。(3)对车架有限元模型进行了模态分析、发动机激励响应分析和路面随机振动响应分析,以校验车架的动态性能,并通过车架模态试验验证了模型的动态性能分析精度。模态分析表明,该型车架的固有频率和振型分布基本合理,但存在被激振的可能;发动机激励响应分析和路面谱激励响应分析分别表明,发动机怠速运行时以及三轮汽车在D级路面行驶时,车架各部位不会出现共振现象。(4)建立了车架轻量化数学模型和参数化有限元模型,并基于Isight优化平台,应用多岛遗传算法和正交试验设计相结合的优化策略对车架模型进行了轻量化研究,在保证车架刚度、强度和一阶固有频率的前提下取得了较好的轻量化效果。(5)结合企业生产实际,进一步调整确定了车架改型方案,并通过有限元静力学分析、模态分析,以及样车平顺性试验,验证了改型方案的可行性。改型车架相比原车架减重 19Kg。