在汽车工业和物流业迅速发展的今天,人们对于载货汽车的设计已经不满足于传统的承载量要求,对驾驶室振动噪声及舒适性方面也有了更高的期望。为达到客户要求,缩短开发周期,提高驾驶室设计精度,避免后续质量问题,应用先进的有限元法在三维数模阶段对驾驶室的结构振动及噪声进行准确地预测和改进是非常必要的。本文以简式国际汽车设计公司为五征集团研发的一款轻卡驾驶室为研究对象,综合应用了有限元模拟分析和优化设计等先进方法,通过计算机结构设计、有限元建模、灵敏度分析、结构优化、噪声预估等数字化产品设计开发技术,完成了轻卡驾驶室结构建模和动态优化及噪声预测分析。本文收集整理了国内外大量有关车身结构设计和分析的技术资料,综合评述了车身CAE技术和NVH特性研究的发展趋势和动态,并进一步讨论了现代化车身设计流程和优化方法,结合本文研究的特点,对有限元法和模态计算分析的基本理论、基本方法以及有限元软件应用进行了探究;在此基础上,建立了驾驶室总成有限元模型,研究出了一套较准确、合理、高效的有限元建模方法;基于上述精确的结构模型,完成了各阶次驾驶室振型的仿真模拟及绘制,列出了模态频率及振型分析,提出了载货车驾驶室系统振动模态分析的评价准则;依据该评价体系,对自振频率和振型中反映出的结构问题,做出了局部设计改进,并对修改前后的结构做了振动模态对比分析。为进一步改善结构修改后模型的振动模态特性,本文对驾驶室部件做了灵敏度分析,精确探究出了部件的几何参数对驾驶室模态特性的影响,避免了结构改进的盲目性。基于灵敏度分析的结论,应用ANSYS对驾驶室系统进行了优化设计,给出了使系统模态特性最优时的部件几何参数值,增强了结构设计的科学性和合理性。另外,本文对优化后的驾驶室模型进行了声学模态分析验证,初步掌握了其空间声学特性,预测了可能出现共鸣的振动频率及对驾驶员的影响。本文通过大量的模拟分析和深入的理论探讨,较全面地研究了概念设计阶段载货车驾驶室结构有限元建模和模态特性,提出了载货车模态评价标准,探究了修改灵敏度和优化设计的方法。为同类型载货车驾驶室的设计开发提供了参考和依据。