车辆悬架衬套是将悬架与车身底盘进行柔性连接的部件,主要作用是衰减由车轮经悬架传递到车身的振动,其静、动特性直接影响车辆的整车性能。特别在急加速、紧急制动、以及粗糙路面上行驶等典型工况时,悬架衬套因弹性好、阻尼适中及耐磨等特性,可提高车辆安全可靠性、舒适性与操纵稳定性等。在橡胶衬套的设计与应用中,传统方法是通过研究人员工程经验结合试验进行正向开发设计,以至于效率低、精度达不到要求等,且没有考虑橡胶衬套对悬架总成的安全性影响。本文以某乘用车悬架扭力梁橡胶衬套为对象,围绕其静、动特性做了以下工作:首先,对橡胶材料本构模型研究现状及研究趋势进行了简要概述,对橡胶材料的标准式样进行了单轴拉伸试验,并通过对常用的几种超弹性本构模型分析,对比试验数据讨论各模型对悬架橡胶衬套本构行为描述的准确性,建立了三阶Odgen模型。然后,对悬架橡胶衬套六向静、动刚度进行了有限元分析和六向静、动刚度试验,分析结果与试验结果基本吻合。在此基础上,利用有限元分析研究了在不同缩径量下橡胶衬套静、动刚度,得到了衬套各向静、动刚度随缩径量的变化曲线。其次,用橡胶衬套与悬架扭力梁耦合模型验证了Bushing单元模拟衬套静、动刚度方法分析悬架扭力梁在极限扭转工况、转向工况及最大制动工况下静强度的正确性。并利用Bushing单元模拟衬套静、动刚度两种方法,分别研究了衬套缩径量变化引起的静、动刚度变化对扭力梁强度的影响。研究发现,随着衬套缩径量的增大,扭力梁在各工况下最大应力有所下降,且用Bushing单元等效代替动刚度比模拟静刚度计算的最大应力较小。最后,对悬架扭力梁在强化路面下进行了疲劳寿命预测,对比仿真结果与实际扭力梁寿命接近,验证了该分析方法的有效性。并结合不同缩径量下悬架衬套的静、动刚度值,研究了衬套缩径量对悬架扭力梁疲劳寿命的影响。结果表明,随着衬套缩径量的增大,扭力梁疲劳寿命均有变长的趋势,且发现用Bushing单元等效代替动刚度比模拟静刚度分析结果更长。本文以悬架扭力梁橡胶衬套静、动特性为出发点,对橡胶材料本构模型进行了探讨,分析了橡胶衬套各向静、动刚度,并结合其缩径量与静、动刚度的关系研究了悬架扭力梁在极限扭转工况、转向工况及最大制动工况的强度及强化路面上的疲劳寿命,为橡胶类零部件及悬架系统的设计分析提供了理论指导及参考依据。