在我国现代化建设的进程中,重型卡车作为重要的生产资源和战略物资,在国防建设和国民经济发展中扮演着不可或缺的角色。为了应对车辆运营环境的多样化,现阶段对汽车悬架系统的要求也逐步提高。汽车推力杆是客车空气悬架、重卡平衡悬架和空气悬架的关键部件之一。由于重型卡车在工作时的路况和环境往往很恶劣,导致推力杆经常出现失效的现象。为了查找重型卡车用某型推力杆挡圈从挡圈槽中脱出的事故原因,提出产品的改进建议,本文尝试采用有限元仿真计算的方式得出推力杆球铰失效的理论原因和影响因素,针对性的进行产品的结构优化设计,并分析验证优化后的结果。本文首先介绍了推力杆的结构组成及特点,详细说明了重型卡车用推力杆挡圈弹出的现象。根据失效事故存在的特点,分析指出可能导致失效发生的影响因素有荷载、装配尺寸、加工公差、摩擦力等。建立了推力杆球铰的有限元模型,设定各类车况下的极限荷载工况,计算以再现失效现象,通过比对分析结果数据,确定出端盖尺寸公差和摩擦力大小是导致失效事故发生的主要原因。将有限元模型进行调整,考虑公差和摩擦力的大小,并在模型上加载更加贴近真实路况的仿真力荷载数据,针对不同的变量、参数,通过有限元仿真计算得出各个参数对挡圈是否弹出的影响规律。从理论推导和试验模拟两个方面验证了有限元分析得出的结论,并据此对推力杆球铰进行结构优化设计。针对优化后的仿真计算数据,分析公差尺寸、摩擦系数以及球铰预紧力对挡圈弹出的影响,与厂家的实施结果进行比对,验证优化后的结构可以有效减少失效事故的发生。本文的研究方法及研究结果对于推力杆的优化设计具有一定的参考意义,也给汽车制造工艺改进的提供了一个新的思路,即在结合有限的试验数据的基础上,通过有限元仿真分析,找出现有工艺的局限性和问题。利用有限元仿真计算对结构和工艺进行改进并验证其有效性,以此指导产品的生产试验。通过把大部分试验工作通过仿真计算完成,可以减少试验成本、缩短产品开发周期、提升产品改进效率。