选择性催化还原系统(SCR)是重型汽车满足国四及以上排放的主要技术路线。尿素箱作为SCR的重要组成部件,通过尿素箱支架将其固定于车架。由于重型汽车,特别是重型自卸车运行环境复杂,工况恶劣,多经受力、热等影响,极易造成尿素箱支架断裂等故障,从而产生尿素箱固定不牢和掉落现象,严重影响SCR正常工作。本文以某重型自卸车尿素箱支架为研究对象,借助有限元分析软件对故障进行分析,优化尿素箱支架结构,消除隐患,提高质量。本文首先针对所研究的尿素箱支架,选择有限元分析软件建立有限元装配模型,对该尿素箱支架进行有限元模态分析。发现尿素箱支架1阶和2阶模态频率处于路面的激振频率范围、3阶模态频率与发动机怠速频率接近,在尿素箱支架刚度不够的情况下,易发生断裂现象。其次,对所研究的尿素箱支架在材料和结构上进行了改进,增加壁厚、加厚加强筋、改变截面形状、提高强度。对改进前后的尿素箱支架进行模态分析和应力分析对比,一方面改进后的尿素箱支架模态频率明显提高,避开发动机怠速点火频率;另一方面动态应力下降明显,裂纹位置应力下降明显,只是改进前应力的3%~4%,支架根部焊接处应力下降超过60%。最后,对改进后的尿素箱支架进行了6万公里路试试验,试验结果显示尿素箱支架外观质量良好,未出现裂纹、断裂现象。优化后尿素箱支架批量投放市场后,对高寒、高地、高湿区域运行的40辆车进行了售后跟踪,故障明显降低,故障率由10.26%下降到0.75%,售后索赔明显减少,每年节约费用100万元以上。以上结果表明,通过有限元模态分析,准确找到故障原因,有针对性进行材料和结构改进,提高模态频率,降低动态应力,充分进行路试试验,确保了改进后的尿素箱支架质量可靠稳定。