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在现代汽车工业中，对钢板的需求越来越倾向于高质量、良好的特性及轻量化，而基于轻量化的要求，钢板及高强度钢板被更多地使用。由于汽车覆盖件大都是大型薄板冲压件，其相对刚度，板厚与零件的最大轮廓尺寸之比非常小，从而导致其刚度比较差。目前，对汽车车身刚度的实验仍然是汽车车身开发过程中的一个不可替代的重要环节。正是在此工业背景的驱动下，对汽车覆盖件刚度的测量受到越来越多的关注，而固定式刚度测试仪正是针对大型汽车覆盖件刚度测量的高精度测量仪器，所以需要对其进行详细的有限元分析。
固定式刚度测试仪初定方案。固定式刚度测试仪初定方案为竖直滚珠丝杠在机架右端，通过竖直丝杠上端步进电机带动横梁升降，加载系统位于横梁上，通过步进电机带动可在横梁导轨上左右移动。数值模拟相关参数主要指刚度测试仪几何简化模型中各部分的材料属性。材料属性是与几何模型无关的本构关系，典型的材料特性包括弹性模量、密度、热膨胀系数等，不涉及热分析求解，且所有材料均为线性材料。
机架上螺栓连接和销连接对整体结构的刚度影响较小，其连接处均简化为刚性连接，竖直滚珠丝杠连接的步进电机、联轴器等简化为集中力为294N，方向垂直向下，加载系统重241N，方向垂直向下，横梁圆管上滚珠丝杠、步进电机等的重力均匀分布到横梁上，则横梁圆管的等效密度为： 10.4xe3 kg/m3，两边立导柱和横梁圆管两端的滑套之问定义为面接触，材料分别为45钢和锡青铜，摩擦系数为0.1。
机架有限元模型均选取Solid95单元，机架的网格划分采用映射网格和自由网格相结合的方式，网格划分后的有限元模型。
分析的目的主要是考虑竖直滚珠丝杠位于机架右端是否会由于横梁两端锡青铜衬套与立导柱之问的摩擦较大且不均而导致横梁不能平稳升降。又因锡青铜衬套和立导柱之问的摩擦力与压力成正比，因此选取锡青铜衬套为分析对象。横梁升降时为空载，在此选取加载系统分别位于横梁导轨的左端、中问和右端时对锡青铜衬套进行应力分析。初定方案锡青铜衬套的应力云图。
优化后，竖直滚珠丝杠位于机架中问部位，整体结构对称。有限元分析时，机架有限元模型的单元类型选取、几何模型简化原则、网格划分均和初定方案相同。为了验证优化方案的合理性，同样以横梁两端锡青铜衬套所受的应力为分析对象。
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