转向节是汽车悬架系统的重要零部件之一,承受车轮负载与路面冲击,以及转向和制动等随机载荷,一旦发生失效会导致车辆无法行驶甚至引发重大安全事故,因此对其疲劳耐久性有较高要求。转向节的疲劳破坏大多由长期的随机载荷作用引起的,而弹簧和减振器对悬架系统运动及载荷幅值的缓震、衰减起到主要作用,进而成为影响转向节疲劳寿命的主要因素。目前对转向节疲劳耐久性研究大多关注于转向节在一个确定的悬架系统中的疲劳寿命,缺乏对转向节疲劳性能与减振器阻尼、弹簧刚度等主要参数关系的研究。因此本文以某紧凑型SUV为研究对象,旨在探明减振系统主要参数对转向节疲劳性能的影响。首先,对试验车辆进行整车参数测量,包括硬点坐标、部件惯量和弹性元件力学曲线等,建立起整车多体动力学模型并对其进行K&C校验;开展整车试验场强化路和室内振动台架试验,采集不同工况下轮心六分力和悬架多部位监测信号,如轮心加速度、弹簧位移和副车架加速度等,并对试验获取信号进行了预处理。为寻找合适的载荷谱提取方法用于转向节疲劳性能分析,以室内台架和试验场强化路采集的载荷信号为基础,采用虚拟迭代法和约束加载法对多种振动台工况进行仿真,获取整车模型中监测点响应数据;在时域和均方根值两方面对比分析车身和悬架监测点的仿真与实测曲线。研究表明,约束加载法更适用于高频率、低幅值振动工况;虚拟迭代法相比约束加载法适用范围更广、仿真精度更高,但更耗时;同时,通过试验场搓板路和长波路工况验证了上述结论。综合考虑,本文对转向节疲劳性能分析所采用的载荷谱提取方法为虚拟迭代法。对转向节进行了仿真模态分析,并以试验验证了分析的准确性;详细阐述了基于模态模态应力恢复法解算转向节疲劳寿命的流程,并对该方法的准确性进行了试验验证,验证了模态应力恢复法计算转向节复杂承载工况的动应力的可靠性。通过理论模型和多体仿真两方面探讨了减振器阻尼和弹簧刚度对转向节边界载荷的影响,结果表明减振器阻尼对转向节边界载荷影响显著,弹簧刚度影响稍弱。基于虚拟迭代法和模态应力恢复法计算了不同阻尼系数、弹簧刚度下转向节疲劳寿命,通过对比研究发现,阻尼系数对转向节疲劳性能影响显著,在兼顾整车舒适性与安全性的阻尼系数范围内,随减振器阻尼系数增大,转向节疲劳寿命先增后减,即影响其疲劳寿命的主要区域损伤面积先减后增,影响转向节疲劳寿命的次要区域损伤面积始终随着减振器阻尼系数的增大而增大;弹簧刚度对转向节疲劳性能影响较弱,在传统的悬架弹簧刚度的设计范围内,随弹簧刚度增大,转向节疲劳寿命有减小的趋势,影响其疲劳寿命的主要区域损伤面积变化不明显,但影响转向节疲劳寿命的次要区域损伤面积始终随着弹簧刚度的增大而增大。文章最后采用遗传算法对减振器阻尼系数进行多目标优化,有效的提高了转向节疲劳寿命。本文针对转向节疲劳性能与减振系统主要参数关系研究,以期为底盘零部件的开发与设计提供数据参考和方法借鉴。