铰接履带车具有优异的全地形通过能力,它不仅能够在雪地、沙漠、沼泽、丛林、山地等非公路地形行驶,它还能够通过壕沟、河流等极端恶劣地形。目前,国内詹阳动力重工有限公司和哈尔滨第一机械集团有限公司已经研发出成熟的铰接履带车产品,它们所生产的铰接履带车已被广泛应用于抢险救灾、物资输送、森林防火等领域,在国民经济建设中发挥着重要的作用。车体结构作为铰接履带车的重要组成部分,它与驾驶室及货厢、动力总成、传动系统、行走系统、液压系统等关系密切。因此确保车体结构的强度安全至关重要,这直接关系到铰接履带车整车的安全性、动力性、舒适性、操控性等主要性能指标。本文以某型全地形铰接履带车为研究对象,主要采用基于Pro/E的3D建模技术、基于HyperMesh与ANSYS的有限元联合仿真技术对车体结构的强度问题和轻量化问题展开研究,这对提高整车的使用寿命以及降低制造成本具有指导作用。首先本文简要介绍了某型全地形铰接履带车的结构组成,建立了基于Pro/E技术的车体结构3D模型;对车体结构的受力情况做了理论分析,并提出了用截断履带法对车体结构的受力情况做进一步简化,从而解决了行走系统有限元建模的难题;对车体结构承受的主要载荷进行了理论计算,包括履带张紧力、转向油缸力和俯仰油缸力,这为车体结构的强度分析和轻量化设计奠定基础。然后通过对车体结构本身以及其它系统进行简化处理和网格划分,建立了基于HyperMesh与ANSYS技术的车体结构有限元模型;通过实地调研设计了9种典型工况来模拟复杂地形条件下车体结构的受力情况,并对车体结构在这些工况下基于ANSYS软件如何进行约束和加载做了详细说明。之后通过对车体结构进行多工况有限元分析,得出车体结构强度满足使用要求,以及车体结构的三角桁架、纵横梁、底侧板、前后甲板等区域应力较小的结论。最后从结构优化角度出发,基于HyperMesh与ANSYS技术对车体结构主体及其附属构件进行了轻量化设计,设计过程采用质量评价指标。在优化过程中,使用APDL语言建立了每一种工况的边界条件命令文件、求解控制命令文件以及后处理命令文件,有效保证了车体结构多工况有限元分析的准确性。在满足强度安全以及使用功能前提下,经过多次优化最终确定了车体结构的轻量化方案,该方案使得车体结构减轻质量426kg,减重比例达22.5%,轻量化效果显著。