汽车悬架系统在汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和制动性等方面都起着至关重要的作用，传统的汽车设计理论中总是将汽车悬架看作线性系统，而空气弹簧悬架由于其材料非线性、几何非线性和接触非线性而呈现出很强的非线性特征，这种非线性特征在汽车行驶平顺性的贡献值得研究，本文力图将非线性动力学研究方法引入车辆悬架动力学分析和设计理论中。本文以膜式空气弹簧悬架为研究对象，通过理论分析和试验研究，得到了空气弹簧悬架的动力学模型。在此基础上，采用非线性动力学的解析方法对空气弹簧悬架进行动力学求解，分析了其在确定性激励情况下的动力学行为，得到了单自由度空气弹簧悬架系统在单频、两频激励情况下的解析解及其可能出现的混沌现象的临界条件，重点分析了两自由度空气弹簧悬架系统动力学行为，得到其出现内共振和非内共振的近似解析解及其非线性特性。本文还研究了空气弹簧悬架的非线性特性对整车行驶平顺性、操纵稳定性和制动性的影响，将非线性动力学方法引入车辆悬架性能分析中，研究表明，空气弹簧悬架要明显优于螺旋弹簧悬架。通过空气弹簧悬架最优控制研究，为优化悬架参数提供了理论依据。论文的主要创新在于：确定了膜式空气弹簧悬架的动力学模型；分析了空气弹簧悬架在单频、双频激励情况下的动力学行为；研究了空气弹簧悬架系统可能出现混沌对车辆性能的影响；得到1／4车两自由度空气弹簧悬架系统的非内共振和内共振条件下的解析解；将非线性动力学与车辆悬架动力学有机结合起来。其中图71幅，表6个，参考文献152篇。