随着我国重型汽车工业的飞速发展，影响车辆行驶平顺性和操纵稳定性的悬架系统的重要性日益凸显。为了获得良好的减振效果，新型的悬架系统不断被应用到重型车辆上，其中橡胶悬架由于其拥有自重轻、免维护、性能优越等一系列特点而受到越来越多的重视。本文运用有限元方法和结构拓扑优化理论，对某公司开发的重型车辆橡胶悬架进行有限元分析和结构优化设计。本文首先利用UG软件建立了橡胶悬架的三维实体模型，将均衡梁和连通轴支架等结构件导入HyperMesh中建立有限元分析模型，然后基于四种典型工况对其进行静态结构分析，分析结果表明结构大部分区域应力值满足其强度要求，转弯和扭转工况下最大应力值偏大，出现在均衡梁端部和连通轴支架位置。运用基于橡胶硬度值确定Mooney-Rivlin本构模型参数的方法，通过测得的辅助弹簧硬度值计算得到三组不同的材料参数，在ABAQUS中利用不同的参数对辅助弹簧进行非线性有限元分析，将有限元计算结果与辅助弹簧刚度特性试验数据对比，确定了最为吻合试验曲线的橡胶材料参数，从而建立了较为精确的橡胶悬架主、副弹簧整体非线性有限元分析模型，研究橡胶悬架的非线性变刚度特性。将连通轴支架作为设计空间，通过橡胶悬架弯曲工况下的单工况拓扑优化设计，选择了合适的优化参数，然后基于折衷规划理论的多目标拓扑优化设计方法，对橡胶悬架进行四种工况下的多目标拓扑优化分析，提取优化结果并对新模型进行有限元计算，分析结果表明支架结构重量减轻，扭转和转弯工况下最大应力值有所下降。