随着竞争激烈化,换向器产品的设计都要求“短、快、稳”原则,即开发周期短,生产快,性能稳。但是传统设计理念很难满足市场需求,迫切需要引进CAE技术用于辅助设计。换向器飞片是设计过程的一大难点,国内目前基本没有针对这方面的研究。本文应用有限元分析方法,对汽车电机换向器换向片应力和位移进行了计算分析。首先,确定有限元模型的相关材料参数,定义了有限元分析中换向器各部分材料属性,提出了材料参数获取方法,通过拉伸实验和热膨胀实验得到银铜合金和电木粉的力学特性参数。其次建立了换向器有限元模型,考虑求解精度和求解效率,论述有限元模型总网格属性和边界条件的设置,加载接近实际工况的高温高速旋转载荷工况,并说明了计算结果的分析处理方法。然后建立了启动马达换向器分析的模型,基于所建立有限元模型,计算换向片在高温高速工况下所受应力分布及位移情况,分析换向器结构是否符合超速性能设计要求,得出一个仿真结论。比较仿真结论和实验现象,实验有效的验证了仿真模型的可靠性。最后从选材及结构两个方向优化启动马达换向器,仿真分析优化后的换向器,从理论上验证优化方案可行性,优化后的换向器产品按要求进行超速实验,仿真分析出的结论和实验现象进行比对,发现两者一致性很高。一方面说明优化方法的有效性,另一方面再次验证了本文关于换向器性能设计有限元仿真方法有较高的可靠性。