本文首先讨论了CAE技术在国内外的研究现状以及应用程度,分析阐述了车架有限元技术的发展趋势,提出了应用有限元技术和相应的改进方法对重型半挂牵引车结构进行有限元分析及结构改进,以达到满足静动态各种特性指标要求并由此实现提高车架整体性能的目的。文章以某汽车工业集团有限公司设计生产的某重型半挂牵引车车架为研究对象,在Pro/e软件中建立了车架的三维模型。利用有限元软件HyperMesh的前处理优势,对车架模型进行了几何清理、提取中性面,并采用板壳单元对厚度、材料等属性进行了定义,从而完成车架有限元模型的建立。结合设计理论和实际确定了车架的边界条件,并以半挂车满载行驶时的五种典型工况对车架模型进行有限元分析,综合评价了半挂牵引车车架静态强度特性,发现该车架存在强度缺陷和安全隐患,并通过结构改进的方式对其进行改善。对结构改进后的车架进行模态分析过程中,得到了车架的固有模态,取其前十三阶模态进行研究,分析频率和振动特性,发现结构改进后的车架可能会引发车辆行驶中车身振动,并导致驾驶室内噪音过大,仍然不利于整车舒适性指标的提高。结合车架固有频率以及振动特性的形式,通过研究元宝梁对车架的影响,并改变其设计参数,完成了对车架固有频率的改善,使其避开了发动机的怠速运转频率和随机路面的激振频率等可能引起车架共振的外界激励频率范围,很大程度地减小了车辆行驶中车身振动和噪音过大的可能性,满足了车架结构的设计要求,提高了整车的舒适性指标。为整车振动、疲劳及噪声等问题的研究奠定了基础,也为结构设计的改进提供了理论依据。此项研究工作在同类重型牵引车车架的设计、分析、改进和优化等方面具有重要的参考价值和指导意义。