整车多体动力学的建模与仿真分析都是在悬架模型的基础上进行的。由于渐变刚度钢板弹簧在后悬架中兼起弹性元件、导向机构和减振器的作用,同时本身具有几何大变形和刚度非线性特性,其多体动力学建模成为整车动力学仿真分析领域的难点和重点之一。要准确建立渐变刚度钢板弹簧悬架多体动力学模型,需要基于悬架特性试验或者准确的有限元计算结果进行调整,为了减少钢板弹簧悬架系统的开发成本,缩短开发周期,建立准确的有限元计算模型是一种十分有效的方法,本文结合上汽通用五菱汽车股份有限公司的某微型客车底盘开发项目在这些方面进行了相关研究。首先,利用大型非线性有限元分析软件Abaqus分别建立了渐变刚度钢板弹簧后悬架的刚度特性计算模型和KnC特性计算模型。刚度特性计算模型在考虑了钢板弹簧的几何与接触非线性的基础上,加入了吊耳和衬套单元,同时,通过设置合理的分析步模拟了对钢板弹簧进行加载之前的装配和夹紧过程。模型计算结果与台架试验结果的对比表明,该模型能准确地模拟渐变刚度钢板弹簧后悬架的刚度特性。KnC特性计算模型是在单侧悬架刚度特性计算模型的基础上建立的,是双侧悬架力学模型。基于此模型对悬架进行了KnC特性有限元分析,并通过历史输出变量中的轮心点及其附近参考点的位移和轮心处的载荷,计算得到悬架KnC特性有限元分析值。采用吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室自主开发的整车单轴式K&C试验台对后悬架进行KnC特性试验研究,并将试验结果与有限元计算结果进行对比,对比结果表明后悬架KnC特性有限元计算模型能够精确模拟后悬架KnC特性,从而为渐变刚度钢板弹簧后悬架多体动力学建模和分析提供基准。接着,从多体动力学建模角度出发,对比研究了目前应用比较广泛的三种钢板弹簧建模方法及各自优缺点,研究表明为了进行整车动力学仿真建立渐变刚度钢板弹簧多体动力学模型最合理的方法是离散梁方法。这种方法用有限元的思想,将钢板弹簧片离散成若干个小块,每个小块均视为一个刚体,相邻的刚体之间用Admas中无质量的梁(Beam)单元连接在一起,Beam传递相邻刚体之间的全部相互作用力。借助二次开发的板簧建模插件在Adams/Car中用离散梁方法建立了渐变刚度钢板弹簧后悬架的多体动力学模型,基于此模型进行后悬架刚度和KnC特性仿真研究,并将仿真结果与经试验验证了的有限元计算结果进行对比,对比结果表明该多体动力学模型具有较高的仿真精度,从而为整车性能仿真分析奠定了基础。最后,在经有限元计算结果验证了的钢板弹簧后悬架的子系统基础上,建立前悬架、转向系、前悬架横向稳定杆、车身、动力与传动系、制动系以及前、后轮胎的子系统,并装配得到整车Adams仿真模型。根据相关试验标准进行整车性能仿真研究,仿真工况包括稳态回转定转角试验、转向角阶跃试验和平顺性脉冲输入试验,并将仿真结果与目标车试验结果进行对比评价,对比结果表明该车具有较好的稳态回转特性和脉冲输入平顺性,达到了目标车性能水平,角阶跃转向时横摆角速度和侧向加速度响应时间较大,从而为下一步底盘开发工作提供了指导意见。