副车架作为底盘最关键的零部件之一,对汽车的行驶安全性和舒适性有着重要的影响。汽车开发过程中的零部件耐久性试验逐渐由实际道路试验向试车场试验和室内台架试验发展。相对于实际道路试验和试车场试验,室内台架试验能显著缩短开发周期,降低试验成本,越来越受到人们的重视。随着计算机技术的不断发展,人们逐步将试车场试验、室内台架试验和计算机辅助工程技术(CAE)结合在一起来研究汽车零部件的性能。室内试验台架的开发逐渐成为人们研究的热点,而准确模拟副车架与白车身连接点的刚度是建立室内副车架试验台架的关键。本文结合国内某著名合资企业的实际开发项目,通过有限元仿真分析与试验相结合的手段,对模拟前副车架与白车身连接点刚度的试验夹具进行了研究。本文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)副车架及白车身有限元模型的建立。根据公司提供的副车架及白车身CATIA模型,将其导入到Hyper Mesh中进行前处理,分别建立副车架及白车身的有限元模型,并按照实车上的连接方式将副车架与白车身有限元模型连接起来,为后面仿真分析和试验夹具优化打下基础。(2)副车架有限元模型的静强度分析。为了对比有无夹具及橡胶悬置对副车架有限元模型上应力分布的影响,根据副车架在实车上的实际受力情况,对副车架进行了四种情况(无夹具、无橡胶悬置;有夹具、无橡胶悬置;无夹具、有橡胶悬置和有夹具、有橡胶悬置)下的静力仿真分析,得到了四种情况下副车架的应力分布云图,通过对仿真结果的分析找出了副车架上的危险点,初步验证了所建副车架有限元模型的准确性,并为后续模拟副车架与白车身连接点刚度试验的应变片粘贴位置提供了参考,同时得出了橡胶悬置对静态加载下副车架上应力的分布影响较小,副车架与白车身连接点的刚度对副车架上的应力分布影响较大的结论。(3)进行了模拟副车架与白车身连接点刚度试验与模型验证。为了进一步验证橡胶悬置对副车架应力分布的影响,我们加工了刚性尼龙衬套,对安装尼龙衬套的副车架和安装橡胶衬套的副车架分别进行了四种方式(左拉、左压、右拉和右压)的静力加载试验,得到了副车架上关键点的应力,为后续试验夹具的优化提供目标。通过对试验结果的分析,验证了橡胶悬置对静态加载下副车架上应力的分布影响较小的结论。按照实际试验的加载条件对副车车架及白车身有限元模型进行静力仿真分析,验证了所建模型的准确性。(4)模拟副车架与白车身连接点刚度的试验夹具的优化研究。选取模拟副车架与白车身连接点刚度试验得到的副车架上三个关键点的应力值作为优化目标,以模拟副车架与白车身连接点刚度的试验夹具尺寸作为优化变量,以副车架及试验夹具的质量作为约束,分别用自适应响应面法和全局响应面法这两种优化方法进行了试验夹具的多目标优化,得到了试验夹具的尺寸,并根据实际情况,选择了一组便于加工的试验夹具尺寸作为最终的优化结果。