本文首先阐述了国内外手制动臂总成的研究现状,介绍了课题的背景及手制动臂总成产品设计的目的和要求。在此基础上,提出了手制动臂总成质量问题的解决方案。介绍了手制动臂总成产品的结构和工作原理,分析了其非线性力学特征。在满足目前设计规范要求的前提下,提出了总体研究方案,该方案以总成为研究对象,以非线性理论为基础,对手制动臂总成的设计,目前这两方面的思路在国内还未见报道。在手制动臂总成非线性分析方面,首先研究了非线性有限元的基本理论和方法。讨论了非线性问题的数值求法,比较了几种数值求解方法的优缺点,较详细的分析了材料非线性和接触非线性问题的计算方法,为手制动臂总成的建模研究提供了良好的理论支持。手制动臂总成的非线性有限元建模工作复杂,既要保证模型的计算精度,又要保证在可控的计算时间和计算规模下完成分析工作。因此,研究了模型的简化、单元的选取、接触对的设置、材料模型的选择和加载方式等因素对模型的计算精度、计算时间和计算规模的影响,为典型手制动臂总成的非线性有限元计算模型的建立提供依据。根据企业要求,建立典型手制动臂总成产品非线性有限元计算模型,完成了包括外力拉伸一工况、外力拉伸二工况、高位挡块拉伸工况、低位挡块压缩工况、操纵杆变形工况、齿板压缩变形工况和正负侧向力工况等八种工况的仿真分析,得到各个工况下的整体结构的残余变形、残余应力分布及接触应力分布。最后采用试验的方法,验证了非线性仿真结果的准确性,尤其是正负侧向力工况的计算结果与试验结果非常吻合,所建立的手制动臂总成的非线性有限元模型具有很高的精度。结合计算和试验结果,提出产品的改进意见,为企业今后的产品设计提供了指导。本文的研究为手制动臂总成产品的虚拟控制提供了参考和依据,解决了企业实际问题。同时对汽车同类零部件产品提供了新的设计思路,具有良好的现实意义和理论研究价值。