随着经济的发展,人们对汽车的乘坐舒适性提出了更高的要求。动力总成通过悬置系统固定在车架上,悬置系统的作用是减小动力总成的振动向车架的传递。设计合理的动力总成悬置系统具有较好的隔振性能,可以提高汽车的NVH(Noise Vibration and Harshness)性能。目前常用的方法是将悬置系统的刚度按线性变化来设计,但只能满足汽车在光滑路面上以高挡位行驶时的隔振要求,当汽车以低挡位全油门加速或在颠簸路面行驶时,悬置系统已处于非线性运动状态,刚度呈线性变化的悬置系统已不能很好地起到隔振作用;并且对悬置系统刚度进行优化设计时,较少考虑悬置元件支反力幅值的影响。针对这一现状,本文基于非线性数学模型,以悬置系统的解耦率和悬置元件的支反力幅值为优化目标,对某型载货汽车悬置系统非线性刚度进行优化设计,主要内容如下:1.根据动力总成悬置系统的振动特性,通过适当简化,建立了悬置系统的六自由度动力学模型,并推导了悬置系统的拉格朗日方程。运用包含力和位移三次多项式的非线性数学模型,表示动力总成悬置系统的动力学特性,得到了动力总成悬置系统非线性微分方程。分析了动力总成激励来源,测试了动力总成的初始参数。2.根据动力总成悬置系统非线性刚度设计准则,将悬置元件刚度分为线性段、过渡段和硬限位段,通过对悬置元件各段位移和拐点的设计,得到悬置元件各段刚度矩阵表达式。基于MATLAB和ADAMS分别建立了悬置系统的六自由度仿真模型,并将二者对比验证,证明所建动力总成悬置系统仿真模型的正确性。通过Isight平台同时集成MATLAB软件和ADAMS软件,以悬置系统解耦率和悬置元件支反力幅值为优化目标,对悬置元件的各段刚度进行优化,并将优化后两仿真模型结果对比验证,证明了本文悬置系统非线性刚度设计方法的正确性。优化后悬置系统各段解耦率都达到80%以上,特别是沿Z轴移动方向和绕X轴旋转方向的解耦率达到了85%以上,前悬置、后左悬置和后右悬置的支反力幅值分别降低了4.69%、35.69%和21.96%以上,可以有效地降低动力总成的振动向车架的传递。3.为方便设计人员对动力总成悬置系统的非线性刚度进行优化设计,在Isight平台中集成MATLAB软件和ADAMS软件,设计了动力总成悬置系统非线性刚度的优化平台。该平台具有悬置系统建模、非线性刚度设计、模态分析等功能,且优化精度高、界面简洁、操作方便。