汽车的振动舒适性与汽车底盘密切相关,转向系统做为底盘的一个子系统,对整车的平顺性和舒适性有重要的影响。转向盘的抖振会引发驾驶员的疲劳,并使汽车舒适性受到影响。国内的很多企业在设计时候大多以经验为主,缺少成熟可靠的优化设计和分析方法,因此对轿车转向系统的进行振动分析与结构优化的研究对于现实的应用很有意义。论文结合某公司与吉林大学产学研工程中心：底盘部件NVH特性开发(转向系统部分),以转向系统为研究对像,目的是减小汽车在制动时的转向盘的抖振。主要进行了实车转毂试验分析,有限元模型的模态分析,灵敏度分析和优化设计。首先介绍了CAE技术随计算机和数值分析理论的发展在工程中的应用,介绍了CAE技术在汽车设计和分析全部过程中的重要性,之后论述了转向系统有限元分析法在国内外研究的历史和现状。强调我国现阶段CAE技术在工程设计中取得的成就和存在的问题。之后是实车转毂试验,并对其进行数据处理,可得汽车在不同制动初速度时,离合器处于结合和分离情况下,在不同制动作用力的情况下的振动频率为30-35Hz。同时在实车上做了转向系统的模态试验,并对其进行数据处理,求得转向系统的一阶和二阶固有频率分别31 Hz和37Hz。通过比较分析两次试验数据,找出制动时转向盘抖振的原因是由于转向系统的一阶固有频率与制动时的振动频率发生了共振,从而引起转向盘的抖振。建立转向系统的有限元模型,介绍转向系统建模的过程,网格的画分,属性的设置,以及约束的添加和边界条件的设定,用有限法作约束模态分析,求得转向系统的各阶固有频率和振型,重点是前几阶的模态频率,并把有限元法测得的一阶、二阶和三阶模态频率与试验法测得的模态频率比较,通过分析验证可得有限元法分析的精确度很高。对转向系统模型做灵敏度分析,得出转向系统横梁、转向支架和传动轴对转向系统有限元模型一阶、二阶固有频率影响较大。对转向系统横梁、转向支架以提高二阶固有频率和刚度为目标函数,以质量和体积为约束函数,进行拓扑优化,并对传动轴进行优化,通过优化后转向系统模型的一阶扭转固有频率从31.578 Hz提高49.411 Hz,二阶上下振动固有频率从31.870 Hz提高到36.390Hz,使得转向盘抖振现象得到减小,优化后汽车的振动舒适性达到要求。对转向系统进行应力分析,校核转向系统各部件的强度和刚度,满足设计要求。