车架是发动机底盘、车身各主要总成的安装基础，是车辆中的主要承载部件，所以车架的强度和刚度在车辆整体设计中十分重要，深入了解车架的强度特性是车架结构设计改进的基础。通过强度分析，可以得出车架的承载能力以及结构抵抗变形能力和结构在载荷作用下的响应，为车架模态分析与轻量化设计奠定基础。因而很有必要对其进行静强度分析。有限元法则是在此类分析中最广为应用的技术手段。

一、国内研究概况

过去，国内汽车设计的主要手段是用传统的样车和旧车型作参考的模式。在对车架进行分析设计时经常会对车架进行大幅度的简化。因为用经典力学对其进行结构分析时，为了能够计算，必须把模型构造的非常简单。这种方法不但费时费力，大多依靠经验，缺乏科学性，而且也不可能针对多种方案进行评价。所以，以前的设计基本上是依赖于经验和类比，缺乏建立在力学特性、刚度、强度等分析基础上的科学依据。随着计算机技术的高速发展，汽车车架的结构设计逐渐由传统的经验设计方法转向了现代设计方法。如模态试验方法、有限元方法等。其中，有限元方法已经成为建立有限元模型、模拟车架的主要分析途径，并慢慢走向成熟。

有限元法（finite element method）是一种高效能、常用的数值计算方法。核心思想是“数值近似”和“离散化”,使用有限元法将微分方程离散化后，可以编制程序，使用计算机辅助求解。

中北大学的赵燕纯对半挂车车架进行静态强度分析，得出应力集中区和变形位移分布情况，以此校得车架静强度与刚度均达要求。并在此基础上再次对车架进行模态分析，得出车架各阶固有频率及振型以避共振响应。研究思路十分明确^[1]。

在承载75t框架车车架的有限元分析中，田杰等三位作者则在建立了车架总成模型的基础上，详细划分了5种不同的工况进行有限元基础上的静态强度分析，与理论结合验证了有限元方法的科学性和所建立车架模型的可行性^[2]。

株洲职业技术学院的兰新武也应用了上述的分析思路，划分四种工况，着重分析了新型赛车车架的扭转刚度，不足的是未进行模态分析和轻量化改进^[3]。山东理工大学的于蓬等三人亦划分了2种典型工况，应用ANSYS软件对某矿用自卸车车架进行了静态有限元分析，对此车架的改进提供了宝贵的参考^[4]。

尹辉俊等五人的研究团队则提供了不同的想法，分析了以往国内研究车架静强度手段的不足，提出了动载荷下应着重考虑疲劳强度。以此为基础提供了另一种节省成本的车架强度分析方法,成果斐然^[5]。

李正新，王佳在电动自行车车架的静强度分析校核中，既校验了杆件危险截面应力，亦在保证焊接质量的情况下，分析了焊接强度，对选材，提高产品质量，保证结构安全具有重要意义^[6]。