悬架是连接车身与车轮并传递力与力矩的重要总成,其性能的优劣直接影响着整车的平顺性和操纵性。传统的线性多刚体模型使悬架的结构、性能和控制技术都有所改善,但随着汽车向高速化、轻量化方向发展,悬架系统的非线性因素及零部件的柔性化对汽车动态性能的影响已然不容忽视,故本文以某公司后独立悬架总成开发与设计项目为依托,研究悬架系统的刚柔耦合非线性特性对汽车性能的影响,这对后续悬架结构优化及整车性能提升都有重要意义。首先,本文结合结构非线性的基本特征和某乘用车后独立悬架的特点,确定该悬架系统中的主要非线性因素为螺簧、减振器及橡胶衬套。以离散化思想及设计阶段减振器参数与悬架阻尼的匹配特性分别建立螺簧、减振器数学模型,并利用有限元仿真对螺簧的理论分析计算结果进行验证。同时,采用理论与试验相结合的方法建立橡胶衬套的数学模型,借助试验数据对模型中的参数进行识别,所建模型重构后与试验结果吻合较好,验证了模型的准确性。其次,建立1/4汽车模型,初步分析系统的振动特性,发现悬架非线性特性对汽车振动具有抑制作用。为更全面地分析系统的振动情况,建立了11自由度整车模型,并分析线性系统在四轮随机路面上的输出响应,结果表明该车在B级路面上行驶较平稳,舒适感良好。同时,与非线性整车模型在不同车速下的悬架动行程、车身质心加速度及车轮动载荷进行了对比,结果进一步验证了非线性因素对汽车振动的抑制作用,且两模型中平顺性的各评价指标变化趋势基本保持一致,幅值在人体可接受的范围内,表明了所建模型的合理性与准确性。最后,运用Adams软件建立后独立悬架的虚拟样机模型,并进行了仿真试验,分析悬架非线性特性对K&C特性参数的影响。结果表明:非线性因素对悬架K特性参数影响并不明显,但对C特性的影响较大,其中受影响最大的是轮距,变化率高达71.8%,其次为前束角和外倾角,也有46.2%和27.2%。此外,进一步考虑悬架系统中杆件柔性变形带来的影响,联合ANSYS建立了后悬架的刚柔耦合非线性模型,并与多刚体非线性模型在平行轮跳、侧向力及纵向力三种工况下进行仿真分析,结合实车的K&C试验结果进行对比,结果验证了所建刚柔耦合非线性模型的合理性与正确性。