交通事故的危害使得人们越来越关注汽车行车的安全可靠性。作为汽车制动系统的关键部件,制动器是否安全可靠及其性能的优劣直接关系到汽车的行车安全性。实践证明,产品的设计对产品的固有可靠性具有决定作用。鼓式制动器广泛应用于各类客车、货车及部分轿车的后轮上,保证其安全可靠、优化其综合性能、提高其设计水平具有重要的现实意义。本文将时变可靠性设计和优化设计相结合,应用时变可靠性优化设计方法对鼓式制动器进行了优化设计。首先,针对鼓式制动器在使用过程中受到各种因素的影响而导致可靠性逐渐下降的问题,提出将鼓式制动器的时变可靠度作为鼓式制动器时变可靠性优化设计的一个重要的约束条件;研究了机械时变可靠性设计方法,并根据汽车制动距离随鼓式制动器使用时间的变化,给出了鼓式制动器的时变可靠性约束的计算方法。其次,研究了鼓式制动器的设计参数的确定和鼓式制动器需要满足的各种性能条件,确定鼓式制动器优化设计的设计变量、目标函数和约束条件。然后以制动效能因数最大、制动器体积最小和制动温升最低作为鼓式制动器时变可靠性优化设计的目标函数,建立了鼓式制动器的时变可靠性优化设计的数学模型。最后,给出实例,应用基于罚函数法的粒子群算法进行优化求解,在MATLAB中编写优化程序。优化后,该鼓式制动器的制动效能因数提高9.14%,制动温升降低了19.84%。结果表明,此方法可行有效,鼓式制动器的性能得到一定提高。应用ANSYS软件对优化前后的鼓式制动器进行有限元分析比较,结果表明优化后鼓式制动器的可靠性也得到了一定程度的提升。