随着汽车工业的快速发展,作为影响汽车操纵稳定性与安全可靠性的悬架系统显得越来越重要。为了获得理想的减震效果,不断有新型的悬架系统被开发并应用于汽车,其中橡胶悬架系统由于具有重量轻、性能好等优点而得到汽车开发商越来越多的关注。本文基于校企合作项目,对一款应用于某汽车起重机的橡胶悬架进行研究,研究主要包括橡胶超弹性材料参数的反求、橡胶悬架均衡梁总成的有限元分析与结构优化。具体内容如下:首先,本文介绍了橡胶材料的超弹性本构理论,并重点对几种应用于有限元分析软件的超弹性本构模型进行说明。然而传统对这些本构模型参数的获取过程比较繁琐,为橡胶结构件的分析带来极大地不便。在这种情况下,本文基于橡胶弹簧的静刚度试验,建立了将优化算法与有限元仿真分析相结合的橡胶材料参数反求模型。在此过程中,先后建立了橡胶弹簧的有限元仿真分析模型、Matlab-Abaqus/CAE-Python联合分析模型、以及对反求精度作为评判依据的优化目标函数。接着,先后采用硬度理论估算法、二分法、响应面法以及遗传算法来对橡胶主弹簧的材料参数进行反求。通过对各反求结果的精度进行比较,发现基于遗传算法反求得到的材料参数最准确。根据遗传算法反求出的材料参数,仿真计算橡胶主弹簧的载荷-位移曲线,并与试验所测进行对比,发现二者具有很好的一致性,表明通过反求得到的材料参数能准确地对橡胶材料的力学性能进行描述。将遗传算法用于橡胶辅助弹簧橡胶材料参数的反求,同样获得了比较理想的结果。然后,在Hyper Mesh环境中建立了橡胶悬架均衡梁总成的有限元模型,并对其进行了弯曲、扭转、转弯以及制动工况的静力学分析。分析结果显示,均衡梁总成在扭转工况的安全系数偏小,结构有破坏的风险;又对其进行了模态分析,结果显示,均衡梁总成的模态频率符合设计要求。最后,本文对均衡梁总成进行了在质量最小的目标下,以降低扭转工况最大应力为约束的尺寸优化设计。为了对优化结果的合理性进行验证,对优化后的均衡梁总成进行了四种工况下的静力学校核和自由模态校核。结果表明,在均衡梁总成质量减小的前提下,各工况的最大应力值都有所下降,并且优化后总成的各低阶模态频率都有一定幅度的增加。