钢板弹簧及减振器作为重型卡车悬架系统重要的弹性元件及阻尼元件,能够有效缓和路面冲击,衰减车身振动,从而改善车辆的行驶平顺性。因此,合理的匹配钢板弹簧与减振器,设计性能优良的悬架,对于提高汽车的平顺性具有非常重要的意义。然而,由于受钢板弹簧单片等效模型计算、等效阻尼计算和减振器节流阀片变形及油液非线性节流损失计算等关键问题的制约,至今尚未给出理想的钢板弹簧与减振器匹配及设计方法,大都是采用经验加试验的设计方法。该类方法不仅耗时耗力、成本高,而且很难使钢板弹簧刚度和减振器的阻尼系数、阀系参数设计值达到最佳,影响了人们对车辆高性能的需求。本文针对重型卡车悬架系统钢板弹簧与减振器的匹配及设计中存在的问题进行了研究,具体研究内容如下:(1)通过1/4车辆二自由度行驶振动模型及分析,根据随机振动理论,以车身振动加速度和车轮动载响应均方值作为优化目标,分别建立二自由度悬架系统基于舒适性最佳和基于安全性最佳的阻尼比,然后根据黄金分割原理,建立了卡车悬架系统最优阻尼比设计数学模型。(2)根据材料力学理论,利用板簧端部变形相等条件,建立了多片等截面式钢板弹簧的单片等效模型,并采用逆向思维,建立了钢板弹簧的拆分设计原则和方法。(3)通过1/4车辆二自由度行驶振动模型及分析,建立了悬架动挠度及振动速度数学模型;通过钢板弹簧加载和卸载试验,以悬架系统动挠度作为钢板弹簧的工作行程,根据能量守恒原理,建立了钢板弹簧的等效阻尼数学模型;结合在常规工况下钢板弹簧自身所具有的阻尼比,以及减振器平安比和双向比,建立了悬架系统所需匹配减振器的分段线性阻尼特性数学模型。(4)利用弹性力学理论,对减振器节流阀片在非均布压力下的的变形进行研究,利用边界条件和变形连续性条件,建立了在非均布压力下节流阀片变形解析表达式。利用节流阀片的弯曲变形解析表达式及油液非线性解析计算理论,建立了减振器阀系参数的设计方法。通过ANSYS有限元仿真软件建模仿真及钢板弹簧的刚度试验,结果表明钢板弹簧的拆分设计方法是正确的。通过Matlab/Simulink建模仿真及车辆的行驶平顺性试验,结果表明悬架系统钢板弹簧与减振器的匹配设计方法是正确的,能够有效降低车身的垂直振动加速度,改善驾乘人员的乘坐舒适性。该研究对重型汽车悬架系统的设计,具有极其重要的理论指导意义和实际应用价值。