鼓式制动器是一个柔性多体系统,各个零件在制动过程中的运动规律和受力情况比较复杂,通过建立刚柔耦合模型可较真实得仿真制动过程,得到相对准确的动力学分析结果,为制动性能的预测与优化提供基础。目前,在建立鼓式制动器刚柔耦合模型进行动力学分析并进行基于仿真的优化研究上还未见成熟报道。因此,本文在借鉴国内外相关研究成果的基础上,进行了两方面的研究：探索了建立鼓式制动器刚柔耦合模型的通用方法,采用参数化设计方法开发了界面友好的建模与仿真平台,以E260鼓式制动器为实例进行了动力学仿真分析；然后,引入多岛遗传算法与代理模型技术,按照“试验设计-获取样本点-构建代理模型-误差分析-建立优化数学模型-选择优化算法-进行优化设计-验证优化结果”的路线,对E260鼓式制动器进行了基于动力学仿真的制动性能优化,加快了优化进程。主要研究如下：(1)探索了建立鼓式制动器刚柔耦合模型的通用方法。忽略一次制动中温升对制动效能的影响,提出了基于鼓式制动器刚柔耦合模型进行动力学仿真的方法。研究了有限元模态中性文件的生成与导入方法；利用迭代法建立了渐开线凸轮模型；建立了摩擦片与制动鼓之间基于哑物体的接触力；通过能量守恒推导了整车的等效转动惯量公式,建立了“四分之一”整车模型；然后在MSC.ADAMS中开发了鼓式制动器刚柔耦合模型建立与动力学仿真平台,解决了建模耗时、耗力的问题。(2)建立了E260鼓式制动器的刚柔耦合模型,并对满载时初速度60 km/h的制动工况进行了动力学仿真。结果显示：持续制动阶段制动力矩为19574.53 Nm；制动减速度5.24 m/s2,制动距离为27.89m,满足国标要求；接触力作用线与两滚轮中心连线夹角16.70。,可通过优化结构减小此夹角来提高制动效能。(3)构建了预测制动力矩的代理模型。选取滚轮中心坐标A、滚轮中心坐标P、滚轮半径、内盖板宽度的一半、摩擦片包角和摩擦片起始角为六个设计变量,选制动力矩为响应,采用拉丁超立方试验设计方法安排30个样本点,用平台计算响应后构建了二次多项式响应面模型和径向基函数模型。然后用复相关系数法和均方根误差法进行误差分析,结果表明,径向基函数模型可较好得预测制动力矩。(4)进行了基于多岛遗传算法与代理模型的制动性能优化并进行仿真验证。引入多岛遗传算法,利用建立好的径向基函数代理模型,以制动力矩最大为目标对E260鼓式制动器的六个设计变量进行了优化,优化后制动力矩提高25.60%。把修正后结果代入平台进行建模与仿真的结果表明：优化后持续制动阶段制动力矩为24698.15 Nm,制动力矩的波动程度略有增大；制动减速度增加到6.74 m/s2；制动距离为22.34 m；接触力作用线与滚轮中心连线的夹角减小了4.76°,凸轮对制动蹄的张开效果更好,制动效能更高。