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自卸车副车架是为避免车厢货物对底盘车架(简称主车架)产生应力集中而设置的专用装置，是衔接专用底盘主车架与专用货厢的重要承载部件，其设计的合理性对整个车辆的使用性能有着极其重要的影响。目前，国内对车架结构的设计大都采用经验法，这种方法设计周期长，而且投入大，而国外的车辆设计己经广泛采用CAE技术，可使整车开发过程大为缩短。本文利用大型通用有限元分析软件ANSYS对某厂生产的重型载货汽车的副车架进行强度分析，说明有限元分析法在自卸车副车架强度分析中的应用，为CAE软件在国内专用车设计中的应用做了有益的探索。
该车主车架为边梁式结构，由左右2根纵梁和7根横梁组成，俯视呈鱼肚形不等宽结构;为使副车架与主车架有较好的连接，副车架与主车架的结构基本相同，为边梁式，俯视呈鱼肚形，由2根纵梁、5根横梁、后翻转轴及加强梁和若干加强肋组成，副车架与主车架通过U形螺栓和止推板进行联接，该自卸车的车架结构如图所示。实体模型的建立，由于该车副车架的结构比较简单，大部分为直线形结构，所以采用有限元软件ANSYS自带的建模功能对其进行实体建模，在实体建模过程中采用藕合节点自由度的方法模拟该车主、副车架的联接。考虑到有些细节部分对计算结果影响很小，但却极大地影响计算速度，所以在建模时，适当的对实体模型做了简化：①忽略非承载件的影响；②忽略部件上不需特别关注的小圆弧过渡；③认为结构中的焊接是理想焊接；④去除车架上非用于装配的。(2)有限元模型的建立 有限元模型建立的好坏是有限元计算结果准确与否的关键。为了获得较好的计算精度，本文采用实体单元Solid45建立有限元模型，即在建模时采用计算精度高，模拟能力强的实体单元对副车架进行网格划分。在划分网格过程中设定离散副车架几何模型的单元尺寸为20 mm，离散主车架几何模型的单元尺寸为40 mm，共划分约23万个单元。通过对主副车架叠合面的尺寸控制来处理节点不匹配问题。所建立的有限元模型如图所示。
因为副车架是分析的重点，主车架是副车架的依附基础，而悬架和轮胎与主车架连接，并未与副车架直接连接，所以将该车架有限元模型的边界条件进行处理：在前桥的2个轮胎与地面的接触点向主车架下表面的投影处设置约束。由于两后桥之间的距离相比主车架长度很小，且两后桥采用一个联合悬架与车轮联接，所以在两后桥中心线与主车架下表面的交点处设置约束。
矿用自卸车的工作场所主要是矿山、野外等自然条件恶劣的地方，这些地方道路颠簸，崎岖不平，或者就根本没有道路。根据这些实际使用条件，选取纯弯曲工况、弯扭联合工况，以及自卸车卸货时的关键工况(简称卸载工况)作为分析对象，来对自卸车的强度进行分析。纯弯曲工况：该工况主要模拟自卸车满载时，在水平路面匀速行驶或者静止时副车架的受力情况。此时，副车架所承受的载荷主要来自货厢和货物等的重力，载荷方向向下，有使副车架在水平方向上产生弯曲变形的趋势。这是副车架最基本的变形形式，而且在任何工况下都会存在，因此对此工况的分析很有必要。用有限元模型分析车架纯弯曲工况时，分别对4个车轮(两前轮和后两桥中心线在主车架下表面上的投影处)进行不同的约束，选择约束左前轮的z方向自由度，约束左前轮和右后轮的X方向的自由度，约束4个车轮的Y方向自由度。按照载荷作用的形式将各总成及驾驶员的质量以集中力的形式施加在副车架的相应位置上，将装载质量以均布载荷的形式施加在副车架的相应位置上，以设置重力加速度的形式施加车架的自重。
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