本文结合某中型卡车车架的开发工作,以有限元法的相关理论为依据对车架进行有限元分析,在此基础上,对车架进行结构改进和轻量化设计,并应用非电量电测技术对车架进行台架试验,以验证有限元分析的可靠性和考核车架的疲劳寿命。应用Hyper Works软件,根据车架零件的结构形式选择合理的单元类型进行网格的划分、螺栓连接和焊接结构的模拟,建立了带有驾驶室、车厢、各支架以及前后钢板弹簧悬架的较为完整的整车有限元模型,研究了不同工况下的约束和载荷添加方式,并使用NX.Nastran求解出车架不同工况下的应力分布,计算出车架的扭转刚度,找出了车架原设计的薄弱环节和不合理结构。根据有限元分析结果,加强了第五、六横梁连接板；然后进行了车架的轻量化设计,新设计的车架比原设计重量减少了4.93%,且刚、强度满足要求。为了研究新设计车架的动态特性,对其进行了结构自由模态分析。结果表明,新车架低阶频率高于车轮激振频率,且低于发动机怠速频率,整体频率避开了发动机正常工作的频率范围,车架与车轮、发动机产生共振的可能性非常小,说明车架动态特性合理。最后,对车架样件进行了弯曲工况和扭转工况的应力应变试验和疲劳试验,得到了车架应力应变分布情况,试验数据和有限元计算结果有较好的一致性,验证了有限元分析的可靠性;疲劳试验结果表明,车架满足疲劳寿命要求,进一步说明了车架结构和性能的合理性。