橡胶衬套是底盘中比较重要的一个零部件,其刚度特性对悬架的K&C特性有很大的影响,进而对整车的操纵稳定性也有很重要的影响。而决定衬套刚度特性的,除了衬套材料外,还有衬套结构参数。本文依托于中国高水平汽车自主创新能力建设项目,研究了衬套刚度特性对整车操纵稳定性的影响;并为了能使橡胶衬套达到特定的刚度特性,对其结构参数进行了优化设计。本文主要围绕这两部分展开。本文首先建立了车辆的ADAMS模型。为了使ADAMS模型更加准确,在各个子系统模型建立完成之后都进行了相应的验证,以保证每个子系统模型的精度。然后将建立好的前后悬架、转向系、轮胎模型等装配成整车模型,并运用实车试验数据对模型的精度进行了验证。本文对衬套的刚度特性进行优化,主要是为了使车辆获得较好的操纵稳定性。因此文中接着阐述了郭孔辉院士提出的基于总方差方法的操稳客观评价体系,该体系考虑蛇形和双移线两种试验工况;评价指标涉及到轨道跟踪精度、翻车危险性、路感等,能很好地评价车辆操纵稳定性的好坏。因此本文采用该体系对车辆的操稳性能进行评价。底盘中衬套数量较多,如果对所有的衬套都进行调整,工作量会很大,而且有些衬套对车辆的操纵稳定性影响比较小,所以为了避免优化的盲目性,本文在优化之前进行了灵敏度分析。首先找出对整车操纵稳定性影响较大的衬套刚度特性,然后再对其进行优化,这样可以在保证优化结果的同时成倍地减少优化工作量。在灵敏度分析的基础上,文中接着运用iSIGHT与ADAMS联合仿真,对衬套的刚度特性进行了优化。优化目标是使车辆的操纵稳定性尽可能的好,优化方法采用多岛遗传算法。多岛遗传算法比普通的遗传算法更容易快速地搜索到最优解,不仅搜索效率高,而且更加不容易陷入局部最优解。通过优化前后蛇形和双移线工况下侧向加速度等相应参数的对比,可以看出车辆操纵稳定性得到了一定的提高。为了对橡胶衬套的结构参数进行优化设计,文中接着在ABAQUS软件中建立了橡胶衬套的有限元模型。材料采用Mooney-Rivlin模型,模型中的参数通过衬套刚度特性试验数据反求得到,衬套内外筒的钢套用不可变形的刚体代替,用Tie连接来模拟实际结构中的硫化连接。在建立好的模型上分别沿着轴向和径向静力加载,测得衬套各个方向的刚度特性,与试验结果对比,验证了模型的精度,从而也证明了该建模方法的可行性。接着运用iSIGHT与ABAQUS联合仿真,对衬套的结构参数进行了优化设计。优化设计的目标是使优化后衬套的刚度特性尽可能地满足前面的要求,优化方法采用NSGA–II多目标遗传算法。最后,根据实际情况从得到的Pareto解集中选择一个解作为最优解。本文尝试了将ADAMS与iSIGHT联合仿真及ABAQUS与iSIGHT联合仿真作为优化平台进行优化的方法。通过优化前后结果的对比,证明了优化方法的可行性。本文探索了橡胶衬套结构的优化设计流程,可以为工程应用提供指导。