现代汽车系统中,在车身与车桥之间起联接作用的是悬架系统中的弹性元件,而广泛应用于商用车(货车)的弹性元件则是钢板弹簧。为了减轻车辆自重,降低钢材使用量,进一步提高汽车行驶平顺性、舒适性,本文在钢板弹簧的基础上利用橡胶材料的吸振性能提出了新型橡胶钢板组合弹簧。首先,基于APDL在ANSYS中对组合弹簧在模拟装配下的接触非线性行为进行了分析,并分析了弹簧片几何参数对组合弹簧力学性能的影响。结果表明,相比钢板弹簧而言,七层10+10组合弹簧的装配应力降低了21.41%,七层10+20的组合弹簧的装配应力降低了43.25%;对于组合弹簧而言,增加弹簧片的宽度,应力并没有发生明显变化。由此可见,组合弹簧的装配应力比钢板弹簧的低,而且装配应力随着橡胶层厚度的增加而降低,但是弹簧片宽度对组合弹簧力学性能的影响并不大。其次,运用MATLAB根据路面功率谱密度函数和车辆振动系统方程得到了A、C、E三个等级下的路面激励,并将此以交变载荷的形式施加于组合弹簧有限元模型上,得到危险部位的应力循环,通过雨流计数法对其进行统计,得到危险部位各级应力幅值的循环次数。结果表明,随着路面等级的降低,路面激励越大;同一等级路面,行驶速度的越快,激励越大。最后,对装配阶段和交变加载阶段进行应力合成,得到组合弹簧工作状态下的实际内部应力,确定组合弹簧橡胶层和钢板层的危险部位。再分别利用两种材料的S-N曲线,并考虑影响组合弹簧结构疲劳寿命的主要因素对其在A、C、E三个等级路面激励下的疲劳特性进行分析,最后在Miner线性疲劳累积损伤理论的基础上,计算得到组合弹簧的疲劳寿命。结果表明,组合弹簧中首先发生疲劳破坏的是橡胶层,钢板层的疲劳寿命均超过假设的2×10~6,即不发生破坏。而且路面等级低,但是行驶速度慢时造成的疲劳损伤相对高速行驶时比较小。