汽车悬架控制臂的设计优劣直接影响到汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。近年来,在汽车轻量化和舒适化的发展中,汽车悬架控制臂的结构发挥重要的作用。我国在汽车悬架控制臂的拓扑优化设计方面,仍然属于初期阶段,需要对有关的设计理论和建模问题开展深入的研究。本文的主要研究工作： 1)根据汽车悬架控制臂的工作特性,建立了控制臂的拓扑优化流程。在建模的过程中,详细描述了控制臂的有限元建模方法,重点论述了惯性释放方法的理论在控制臂拓扑优化中的应用。应用CAE方法对优化后的控制臂进行了强度、刚度和模态计算及可成形性分析。对优化后的控制臂进行了台架实验,结果说明了优化后的控制臂符合设计目标要求。因此,利用本文叙述的有限元模型和CAE设计方法,优化得到的控制臂的性能满足要求,相对于传统的有限元模型和设计方法,提高了产品的设计质量、缩短开发周期。 2)论述了球铰球头和球销初始尺寸设计方法,并进行了球铰的实验验证。计算了球头的轴向和径向刚度,测试了球头的起动和工作扭矩,球头的拔脱力和压脱力,及防尘罩的密封性。设计的球铰用于控制臂的台架实验。 3)利用橡胶元件性能分析的有限元仿真技术,使用Mooney-Rivlin橡胶本构关系来描述橡胶材料的特性,对一系列复杂形状衬套的弹性特性进行了计算分析。通过台架实验验证,结果说明了有限元方法用于橡胶衬套的设计和性能优化,具有直接的工程意义。设计的衬套用于控制臂总成的台架实验。