本文以动力总成悬置系统作为研究对象,针对系统在工作过程中受到的不同形式的激励,提出了一种面向恒定方向广义力作用的响应轴解耦设计方法,并在此基础上提出了多坐标系解耦设计方法,用于动力总成悬置系统同时在多激励作用下的解耦设计。研究中采用旋量理论作为动力学研究工具推导多坐标系解耦设计方法,讨论了悬置阻尼与频变特性对解耦设计的影响,提出了一种新的稳健/可靠设计流程并分析了动力总成悬置系统对整车动力学性能的影响。各部分研究内容具体如下:第一,提出了面向恒定方向广义力作用的响应轴解耦设计方法,并以此为基础提出了多激励作用下的动力总成悬置系统在多坐标系中的解耦设计方法。采用广义力对不同形式的激励进行统一表示,引入响应轴的概念表征自由刚体在广义力作用下的响应,并以此作为模态形状的设计参考。建立了响应轴解耦设计方法的数学基础并给出严格的证明过程。针对动力总成悬置系统同时受到多项激励的作用,以响应轴解耦为基础,提出了多坐标系解耦设计方法。采用旋量理论推导建立了刚体在惯性坐标系与物体坐标系中的动力学方程,并通过伴随变换矩阵建立二者之间的转换关系。以刚体动力学方程为基础,进一步推导得出动力总成悬置系统在多坐标系中的运动方程,并给出多坐标系解耦设计方法的数学表示。多坐标系解耦设计方法可以同时针对多项激励进行解耦设计,实现了动力总成悬置系统在多激励作用下的解耦设计。第二,分析了悬置阻尼与频变特性对解耦设计的影响,提出了液压悬置系统在拉普拉斯域内的固有属性分析方法。针对经典阻尼与非经典阻尼情形,分别讨论了二者对解耦设计的影响,并进而提出了阻尼条件下的响应轴解耦设计方法,分别从系统阻尼类型与参数配置条件两方面给出了该方法的等价形式。液压悬置的频变动刚度特性可以通过等效机械模型进行模拟并且具有较高精度,对于液压悬置系统,通过推导扩展悬置系统的时域方程进而给出阻尼条件下的多坐标系解耦设计方法。由于时域分析方法在推导过程中较为复杂,因此提出了一种直接在拉普拉斯域内利用悬置动刚度表达式推导分析液压悬置系统固有属性的方法。拉普拉斯域方法在不扩展系统维度的前提下可以一次性计算出系统所有的特征值与特征向量,并且对流体质量元素位移与动力总成位移的关系有很好的描述。第三,提出了一种首先应用全局优化算法搜索可行域,然后借助并行计算技术执行不确定性分析的稳健/可靠设计流程。对常用稳健/可靠设计方法以及不确定性分析技术进行了总结与评价,讨论了正态检验技术在6sigma设计中的必要性并引申出广义6sigma设计。针对动力总成悬置系统设计中存在的不确定性,应用多坐标系解耦设计方法并按照所提出的设计流程完成了悬置系统在多坐标系下的稳健设计与可靠设计。设计结果显示,随着不确定水平的升高,稳健设计与可靠设计的必要性和优势越来越明显。第四,分析了动力总成悬置系统对整车动力学性能的影响。多坐标系解耦设计中考虑了车身激励的作用,而动力总成作为与车身弹性连接的最大质量刚体,其悬置系统的设计也会影响整车的动力学性能。在1/4车辆模型的基础上引入动力总成悬置系统,分析悬置系统的设计对汽车垂向动力学性能的影响;将线性二自由度汽车模型与悬置系统相结合,分析悬置系统的设计对汽车侧向动力学性能的影响。分析结果显示,悬架系统使悬置系统的垂向固有频率大于其偏频值,而悬置系统使车身的固有频率小于其偏频值;为了减小悬置系统对车身加速度的影响,可以适当增大系统阻尼并要避开非簧载质量偏频;汽车的横摆谐振频率以及谐振峰水平都会随悬置系统侧向频率的增大而增大,前者虽有助于扩展通频带,但后者同时会增大响应的失真度。